La stampa 3D è più comunemente utilizzata per la prototipazione e la sua capacità di produrre rapidamente singole parti può consentire di verificare rapidamente le idee e risparmiare sui costi. Le tecnologie di stampa 3D più comuni sono SLA, DLP e FDM, ma non solo questi tipi di tecnologie. L'introduzione e il principio di funzionamento di queste tecnologie di stampa 3D saranno discussi di seguito.
Stereo litografia (SLA)
La stereolitografia (SLA) è il processo di stampa 3D industriale originale. Le stampanti SLA sono brave a produrre parti con dettagli elevati, finitura superficiale liscia e tolleranze strette. La finitura superficiale di alta qualità delle parti SLA non solo ha un bell'aspetto, ma contribuisce anche alla funzione della parte, ad esempio testando l'adattamento dell'assieme. È ampiamente utilizzato nell'industria medica e le applicazioni comuni includono modelli anatomici e microfluidica.
Principio: la stereolitografia è un computer che controlla il raggio laser e utilizza i dati di progettazione forniti dal sistema CAD per solidificare strato dopo strato la resina liquida fotosensibile. Questo metodo di incollaggio strato per strato consiste nel combinare il movimento piano del laser con la piattaforma. Il movimento verticale è combinato per creare un oggetto tridimensionale.
Sinterizzazione laser selettiva (SLS)
La sinterizzazione laser selettiva (SLS) fonde le polveri a base di nylon in plastica solida. Poiché le parti SLS sono realizzate con veri materiali termoplastici, sono durevoli, adatte per test funzionali e possono supportare cerniere mobili e bottoni a pressione. Rispetto a SL, le parti sono più resistenti, ma la finitura superficiale è più ruvida. SLS non richiede una struttura di supporto, quindi l'intera piattaforma di costruzione può essere utilizzata per annidare più parti in un'unica costruzione, rendendola adatta a conteggi di parti più elevati rispetto ad altri processi di stampa 3D. Molte parti SLS vengono utilizzate per la prototipazione e un giorno verranno stampate a iniezione.
Principio: il raggio laser viene sinterizzato selettivamente in base alle informazioni della sezione stratificata sotto il controllo del computer. Dopo che uno strato è stato completato, lo strato successivo viene sinterizzato. Dopo che tutta la sinterizzazione è stata completata, la polvere in eccesso viene rimossa e si può ottenere una parte sinterizzata.
Tecnologia a getto d'inchiostro (PolyJet)
PolyJet è un altro processo di stampa 3D in plastica, ma c'è una svolta. Può produrre parti con una varietà di proprietà, come colore e materiale. I progettisti possono utilizzare questa tecnologia per realizzare prototipi di elastomeri o parti sovrastampate. Se il tuo design è un'unica plastica rigida, ti consigliamo di attenerti a SL o SLS: questo è più economico. Tuttavia, se stai realizzando prototipi per il sovrastampaggio o design in gomma siliconica, PolyJet può evitarti di investire in strumenti nelle prime fasi del ciclo di sviluppo. Questo può aiutarti a ripetere e convalidare il tuo progetto più velocemente e a farti risparmiare denaro.
Principio: ogni strato di materiale polimerico fotosensibile viene solidificato con luce ultravioletta subito dopo essere stato spruzzato, in modo da produrre un modello completamente solidificato, che può essere trasportato e utilizzato immediatamente senza solidificazione successiva. Il materiale di supporto gelatinoso appositamente progettato per supportare geometrie complesse può essere facilmente rimosso a mano o spruzzando acqua.
Elaborazione digitale della luce (DLP)
L'elaborazione digitale della luce è simile allo SLA perché utilizza la luce per polimerizzare la resina liquida. La principale differenza tra le due tecnologie è che DLP utilizza uno schermo per proiettore di luce digitale, mentre SLA utilizza un laser ultravioletto. Ciò significa che le stampanti 3D DLP possono visualizzare l'intero livello di costruzione in una volta, aumentando così la velocità di costruzione. Sebbene spesso utilizzata per la prototipazione rapida, la maggiore produttività della stampa DLP la rende adatta per la produzione di piccoli lotti di parti in plastica.
Principio: il principio consiste nel far passare la sorgente di luce emessa dalla luce attraverso una lente condensante per omogeneizzare la luce, quindi passare una ruota dei colori (Ruota dei colori) per dividere la luce in tre colori RGB (o più colori), quindi proiettare il colore sull'obiettivo Sul DND, l'immagine viene infine proiettata attraverso l'obiettivo di proiezione.
Fusione multigetto (MJF)
Simile a SLS, anche Multi Jet Fusion utilizza polvere di nylon per realizzare parti funzionali. Invece di utilizzare un laser per sinterizzare la polvere, MJF utilizza una matrice a getto d'inchiostro per applicare il flusso al letto di polvere di nylon. L'elemento riscaldante passa quindi attraverso i letti per fondere ogni strato. Ciò si traduce in proprietà meccaniche più coerenti e una migliore finitura superficiale rispetto a SLS. Un altro vantaggio del processo MJF è quello di accelerare i tempi di costruzione, riducendo così i costi di produzione.
Principio: Il modo in cui funziona questa tecnologia è molto interessante: prima stendere uno strato di polvere, quindi spruzzare il flusso e allo stesso tempo spruzzare un agente di dettaglio per garantire la finezza dei bordi dell'oggetto stampato, quindi applicarlo nuovamente Fonte di calore . Questo livello è completo. E così via, fino al completamento dell'oggetto 3D.
Modellazione a deposizione fusa (FDM)
Fused Deposition Modeling (FDM) è una tecnologia di stampa 3D desktop comune per parti in plastica. La funzione della stampante FDM è di estrudere il filamento di plastica strato per strato sulla piattaforma di stampa. Questo è un metodo economico e veloce per creare modelli fisici. In alcuni casi, l'FDM può essere utilizzato per i test funzionali, ma la tecnologia è limitata a causa della finitura superficiale relativamente ruvida e della resistenza insufficiente delle parti.
Principio: il processo FDM fonde ed estrude il filo di plastica attraverso un ugello ad alta temperatura. Il filo viene accumulato, raffreddato e solidificato sulla piattaforma o sul prodotto lavorato e l'entità viene accumulata strato dopo strato.
Sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS)
La stampa 3D in metallo apre nuove possibilità per la progettazione di parti in metallo. È comunemente usato per ridurre i componenti metallici e multicomponenti a componenti singoli o componenti leggeri con canali interni o caratteristiche scavate. DMLS può essere utilizzato per la prototipazione e la produzione perché la densità delle parti è densa quanto le parti prodotte utilizzando i metodi tradizionali di produzione dei metalli come la lavorazione a macchina o la fusione. La creazione di parti metalliche con geometrie complesse lo rende adatto anche per applicazioni mediche in cui il design delle parti deve imitare le strutture organiche.
Principio: la matrice metallica viene parzialmente fusa utilizzando un raggio laser ad alta energia e controllata dai dati del modello 3D, durante la sinterizzazione e la solidificazione di materiali metallici in polvere e li impilano automaticamente strato dopo strato per generare parti solide geometriche dense.
Fusione a fascio di elettroni (EBM)
La fusione del fascio di elettroni è un'altra tecnologia di stampa 3D in metallo che utilizza un raggio di elettroni controllato da una bobina elettromagnetica per fondere la polvere di metallo. Durante il processo di costruzione, il piano di stampa viene riscaldato e posto in uno stato di vuoto. La temperatura alla quale il materiale viene riscaldato è determinata dal materiale utilizzato.
Principio: importare i dati del modello solido tridimensionale della parte nell'apparecchiatura EBM, quindi stendere uno strato sottile di polvere di metallo fine nella cabina di lavoro dell'apparecchiatura EBM e utilizzare l'energia ad alta densità generata al fuoco dopo il il fascio di elettroni ad alta energia viene deviato e focalizzato. Lo strato di polvere di metallo scansionato genera temperatura in una piccola area locale, provocando la fusione delle particelle di metallo. La scansione continua del fascio di elettroni farà sì che le minuscole pozze di metallo fuso si fondano e si solidifichino e si colleghino per formare uno strato metallico lineare e planare.