Kõik 3D: iga 2022. aastal saadaoleva 3D-printimise tehnoloogia uurimine

3D-printimine on kiiresti muutumas üheks populaarseimaks isetegemise hobiks – ainuüksi 2021. aastal tarniti üle 2,2 miljoni printeri üle maailma.

Uut tüüpi 3D-printimist arendatakse pidevalt aktiivselt ja selle tehnoloogia kasvav turg juhib innovatsiooni, muutes paljud vanemad printerid praktiliselt eelajaloolisteks.

Kuid millised on 2022. aastal saadaval olevad erinevad 3D-printimise tüübid? Uurime allpool.

Mitut tüüpi 3D-printimist on olemas?

Enamik 3D-printimise entusiaste on teadlikud materjalide ekstrusioonist (FDM), vat polümerisatsioonist (SLA, DLP ja MSLA) ja pulberkihiga sulandamisest (SLS ja EBM). Kuid tegelikult on neid seitse erinevat tüüpi 3D printimise tehnoloogia saadaval harrastajatele ja tootjatele 2022. aastal. Igas nendes kategooriates võib leida alamtüüpe, mis moodustavad suure hulga tänapäeva turul saadaolevate 3D-printerite tüüpide loendit.

• Materjali ekstrusioon
• Vat polümerisatsioon
• Powder Bed Fusion
• Materjali jootmine
• Sideaine pihustamine
• Otsene energiasadestamine
• Lehtede lamineerimine

Millised on 3D-printimise kolm peamist tüüpi?

Kuigi tänapäeval on saadaval mitut tüüpi 3D-printereid, on kolm peamist tehnoloogiat, mida 3D-printimise entusiastid kodus kasutavad. See hõlmab FDM-i (sulatatud sadestamise modelleerimine), SLA-d (selektiivne laserpaagutamine) ja SLS-i (selektiivne laserpaagutamine).

3D-printimise tehnoloogia on saadaval 2022. aastal

Altpoolt leiate kogumiku kõigist kõige olulisematest 2022. aastal saadaolevatest 3D-printimise tehnoloogiatest. See keskendub 3D-printeritüüpidele, mida tavalised inimesed saavad osta ja kodus kasutada, kuid oleme kaasanud ka 3D-printereid, mis on saadaval tootjatele.

3D-printimise tüübid: materjali ekstrusioon

Materjali ekstrusioon on kõige populaarsem koduseks kasutamiseks mõeldud 3D-printimise tüüp. FDM (sulatatud sadestamise modelleerimine) / FFF (sulatatud hõõgniidi valmistamine) on ainus printeritüüp, mis langeb. sellesse kategooriasse, kuid tasub meeles pidada, et selliseid printereid on erineva kujuga ja erineva kujuga suurused.

FDM/FFF 3D-printerid

FDM/FFF 3D-printerid on taskukohased ja nendega suhteliselt lihtne töötada, eriti kaasaegsete edusammudega, nagu soojendusega voodid ja korpused. FDM 3D-printerid panevad kihtide kaupa materjali pukki või täiturmehhanismide komplekti kasutades. Materjal on tahke hõõgniidi kujul, mis laaditakse printerisse ja lastakse läbi kuumutatud ekstruuderi, mis põhjustab selle sulamise.

3D-printimise tüübid: Vat-polümerisatsioon

Erinevalt materjali ekstrusioonist kasutatakse tünni polümerisatsioonil vedelat lähtematerjali, mis valgusega kokku puutudes tahkub. Lasereid ja muud tüüpi täppisvalgustust kasutatakse vaakumis asuvate fotopolümeervaikude kõvendamiseks, tavaliselt koos voodiga, mis tõstab objekti valmistamise ajal aeglaselt üles. Vat polümerisatsiooni 3D-printimine on tuntud selle poolest, et toodab uskumatult üksikasjalikke osi ilma märgatavate kihijoonteta, muutes SLA ja DLP erinevad FDM 3D-printimisest väga palju.

SLA (stereolitograafia) 3D-printerid

Esmakordselt 1986. aastal leiutatud SLA oli esimene USA-s patenteeritud 3D-printimise tehnoloogia. Seda tüüpi printeri peamisteks komponentideks on fotopolümeervaigust vaat, peeglite komplekt, mida nimetatakse galvanomeetriteks, ja võimas laser. Laser ja peeglid töötavad koos, et kõvendada vaigu teatud osi, et luua üksikasjalik mudel. Nagu FDM 3D-printerid, moodustavad SLA-printerid ühe kihi korraga voodiga, mis liigub järgmise kihi positsiooni.

DLP (Direct Light Processing) 3D-printerid

DLP 3D-printerid on väga sarnased SLA-printeritele, välja arvatud juhul, kui nad kasutavad vaigu kuivatamiseks laseri asemel digitaalset valgusprojektorit. Selle eeliseks on printimisaja kiirendamine, kuna digitaalsed valgusega 3D-printerid saavad terveid kihte töödelda ühe valgusprojektori välguga, selle asemel, et keskenduda üksikutele punktidele.

Muud tüüpi vati polümerisatsiooni 3D-printerid

• Programmeeritav fotopolümerisatsioon (P3)
• Maskeeritud stereolitograafia (MSLA)
• High Area Rapid Printing (HARP)
• Litograafiapõhine metallitööstus (LMM)
• Kerge lisandite tootmine (LEAP)
• Projektsioon mikrostereolitograafia (PµSL)
• Digital Composite Manufacturing (DCM)

3D-printimise tüübid: pulberkihiga fusioon

Pulbrikihi sulatamine on ainulaadne selles mõttes, et hõõgniidi või vaigu kasutamise asemel kasutavad need printerid pulbrilisi materjale, mida sulatatakse soojusenergiaga. See mitte ainult ei ava uksi metallist ja keraamilisest 3D-printimisest, vaid eemaldab ka vajaduse tüütute tugede järele; pulber teeb teie eest töö ära.

SLS (selektiivne laserpaagutamine) 3D-printerid

Selektiivsed laserpaagutavad 3D-printerid alustavad iga printimist, asetades kuumutatud voodile peene kihi polümeeripulbrit, mis on peaaegu sulamistemperatuuril. Seejärel kasutatakse pulbri osade valikuliseks sulatamiseks laserit, sarnaselt SLA-ga. Kui kiht on valmis, lisatakse veel üks kiht pulbrit ja protsess algab uuesti.

EBM (electron Beam Melting) 3D-printerid

EBM-i 3D-printerid töötavad sarnaselt SLS-printeritega, välja arvatud see, et nad töötavad metallipulbriga ja kasutavad laseri asemel elektronkiirt. Sellel kiirel on suurem energiatihedus kui laseril, mis võimaldab EBM-printeritel töötada kiiremini kui nende kolleegidel, ohverdades samas ka peeneid detaile.

Muud tüüpi pulberkihiga fusiooniga 3D-printerid

• Otsene metalli laserpaagutamine (DMLS)
• Selektiivne lasersulatus (SLM)
• Multi-Jet Fusion (MJF)

3D-printimise tüübid: materjalijoa (MJ)

Materjalijoaga 3D-printerid töötavad väga sarnaselt a tavaline 2D-printer. Vedel materjal kantakse ehitusplaadile ja kuivatatakse laserite või digitaalsete valgusprojektorite abil, kusjuures täpsed jugad asetavad materjali kiht-kihi haaval alla. DOD MJ-printerid võivad tugede valmistamiseks isegi laduda nii polümeer- kui ka vahamaterjale.

Materjalijoaga 3D-printerite tüübid

• Drop on Demand (DOD)
• Nanoosakeste pihustamine (NPJ)
• ColorJet printimine (CJP)

3D-printimise tüübid: sideaine pihustamine

Sideaine joastamine on nagu materjalijoa ja pulbrikihi sulatamise rist. Konstruktsiooniplaadile lisatakse mootoriga materjali kihid, kusjuures düüs suunab sidumismaterjali kindlatesse kohtadesse, et ehitada valmis mudeli iga kiht. Selle protsessi jaoks kasutatakse liiva, metalli ja polümeere, kuigi iga materjali jaoks on vaja töötamiseks oma seadmeid.

Sideainejoaga 3D-printerite tüübid

• Liiva sideaine pihustamine
• Plastikust sideaine pihustamine
• Metallist sideaine pihustamine

3D-printimise tüübid: otsene energiasadestamine

DED 3D-printerid töötavad sarnaselt FDM-printeriga; otsik liigub ümber prindialuse, ladestades samal ajal materjali kihtidena, et ehitada mudel. Sulanud plasthõõgniidi asemel kasutavad otsese energiasadestamise 3D-printerid metallipulbrit või traati, mida kuumutatakse ja sulatatakse, kui see düüsist väljub. Sellistel printeritel on materjali soojendamiseks laser-, elektron- või plasmakiir.

Otsese energiasadestamise 3D-printerite tüübid

• Electron Beam Additive Manufacturing (EBAM)
• Lasertehnoloogiaga võrgu kujundamine (LENS)
• Külm pihusti
• Metalli otsesadestamine (DMD)
• Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM)
• Kiire plasmasadestumine (RPD)

3D-printimise tüübid: lehtede lamineerimine

Lehtlamineerimisega 3D-printerid on 3D-printimise maailmas ainulaadsed, kuna ei suuda tehtud tükke üksinda lõpetada. Paberi, plasti või metalli kihid lamineeritakse liimi, kuumuse või heli abil, enne kui sellest laserlõikuri või CNC-masina abil kujundit lõigatakse. See 3D-printimise meetod on teiste meetoditega võrreldes soodne ja kiire.

Lehtede lamineerimise 3D-printerite tüübid

• Lamineeritud objektide tootmine (LOM)
• Ultraheli konsolideerimine (UC)
• Selektiivse lamineerimise komposiitobjektide tootmine (SLCOM)
• Plastiklehtede lamineerimine (PSL)
• Lamineeritud tehniliste materjalide arvutipõhine tootmine (CAM-LEM)
• Selektiivsadestamise lamineerimine (SDL)
• Komposiitmaterjalidel põhinev lisaainete tootmine (CBAM)

Valige endale sobiv 3D-printeri tüüp

Enamik inimesi jääb kodukasutuses FDM-i või vat polümerisatsiooniga 3D-printerite juurde, kuna need on kõige odavamad ja lihtsamini ostetavad ja hooldatavad printerid. Kuid see ei tähenda, et olete nende valikutega piiratud, ja soovitame teil järgmisel 3D-printeri ostmisel uurida kõiki neid valikuid, mida arutasime.