3D ბეჭდვის საფუძვლები: 3D პრინტერის ტიპები

3D ბეჭდვა არ მუშაობს ისე, როგორც ჩვეულებრივი ბეჭდვა - მაშინ, როდესაც საქმე ეხება მელანს ქაღალდზე, თითქმის ნებისმიერი მანქანა, რომელიც იყენებს ქაღალდსა და მელანს, მუშაობს, 3D ბეჭდვა ბევრად უფრო სპეციფიკურია. ყველა პრინტერი, ან თუნდაც ყველა ტიპის პრინტერი არ არის შესაფერისი ყველა ტიპის ძაფის ან პროექტისთვის - თქვენ უნდა გააკეთოთ თქვენი კვლევა, სანამ არჩევთ, რათა დარწმუნდეთ, რომ მიიღებთ სწორ ტიპს თქვენი საჭიროებისთვის.

აქ მოცემულია 3D პრინტერების ყველაზე გავრცელებული ტიპების შეჯამება, რომლებიც შეგიძლიათ იპოვოთ. ეს არ არის ყოვლისმომცველი სია, მაგრამ ეს არის ის, რაც უნდა იცოდეს 3D ბეჭდვის ახალმა ენთუზიასტმა!

SLA

SLA ან სტერეოლითოგრაფია იყო 3D ბეჭდვის პირველი სახეობა. შეიქმნა 1986 წელს ჩაკ ჰოლის მიერ და იყენებს ბეჭდვის ტექნიკას, რომელსაც ეწოდება Vat Polymerization - ის იყენებს ფოტოპოლიმერულ რეზინას, რომელიც ექვემდებარება სინათლის წყაროს. ამ ტიპის პრინტერი იდეალურია გლუვი ზედაპირებისთვის და დაბეჭდილი პროექტების მაღალი დონის დეტალებისთვის.

ეს არ არის განსაკუთრებით დამწყებთათვის და აქვს მრავალი გამოყენება მედიცინაში, სადაც გამოიყენება ანატომიური მოდელების დასაბეჭდად, ასევე მიკროფლუიდების დასაბეჭდად. პრინტერი იყენებს მრავალ სარკეს, რომლებიც მოწყობილია ლაზერული სვეტის გადასატანად რეზინის გასწვრივ, რომელიც გამოიყენება ძაფის სახით, რათა მან შექმნას სხვადასხვა ფენები ფორმირების ზონაში.

სიზუსტე და სიჩქარე საკვანძოა, ხოლო 3D ბეჭდვითი პროექტები აგებულია საწყისიდან ზემოდან. მედიცინაში აღნიშნული გამოყენების გარდა, ბეჭდვის ეს ტექნიკა ასევე სასარგებლოა ავიაციასა და ავტო ინდუსტრიაში. ამ ტიპის პრინტერები მოიცავს ProJets და Vipers.

SLS

სპეციფიური ლაზერული აგლომება ან SLS არბილებს ნეილონის ფხვნილებს მყარ პლასტმასის კონსტრუქციაში. გამოყენებული მასალები არის თერმოპლასტიკა, რაც ნიშნავს, რომ შედეგები მკაცრია, შესაფერისია ადექვატური მორგებისთვის და მაღალი ზემოქმედებისთვის. გამოყენებული ტექნიკა ეწოდება დენის საწოლის შერწყმას. თერმოპლასტიკა გაცხელდება მანამ, სანამ არ გათხევადდება, შემდეგ კი ფორმირების სტადიაზე დაიდება. ლაზერი გამოიყენება ფხვნილის დასადუღებლად, რომელიც დაწყობილია მყარ, მყარ ფენაში - და როდესაც ჯვარედინი სეგმენტი დასრულებულია, სცენა იკლებს ამ ფენის სიმაღლეზე, ემატება მეტი ფხვნილი და ლაზერი კვლავ აფუჭებს მას მყარი.

ჭარბი ფხვნილი, რომელიც დამატებულია, მაგრამ არ არის აგლომერირებული, არის ერთგვარი დამხმარე მასალა, რომელიც საბოლოოდ ჩამოიშლება. ამის გამო დამხმარე სტრუქტურები არ არის საჭირო. SLS-ის მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ ის ქმნის დიდ მექანიკურ თვისებებს, სხვა ტიპის პრინტერებთან შედარებით უფრო ხანგრძლივი დროის ნაკლოვანებით. მაგალითები მოიცავს Sinterit Lisa, Formlabs Fuse 1 და Sharebot SnowWhite 2.

FDM/FFF

Fused Deposition Modeling და Fused Filament Fabrication არის მსგავსი ტიპის პრინტერი. ისინი გამოდევნიან პლასტმასის ბოჭკოს ფენად ფორმირების სტადიაზე. ამ გზით, სრული მოდელები შეიძლება შეიქმნას შედარებით სწრაფად და ეფექტურად. შექმნილი ზედაპირები, როგორც წესი, არ არის გლუვი, და შედეგად მიღებული მოდელები ასევე არ არის ძალიან ძლიერი. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დაბეჭდილი ნაწილების რეალური გამოყენება შეიძლება საკმაოდ შეზღუდული იყოს. ამის მიუხედავად, ამ ტიპის პრინტერი შესანიშნავი არჩევანია დამწყებთათვის, რადგან ის ექსპერიმენტებისთვის მოსახერხებელი და საკმაოდ მარტივი გამოსაყენებელია.

ამის თქმით, ამ ტიპის პრინტერი შეიძლება იყოს ერთ-ერთი ყველაზე ხელმისაწვდომი ბიუჯეტში პრინტერებისთვის. ძაფის კოჭა ხვდება პრინტერში და შემდეგ გახურებულ ჭურჭელში გადადის. ყველაზე ხშირად გამოყენებული მასალებია PLA, ABS და PET, მაგრამ ზოგიერთი სხვაც მუშაობს, გამოყენებული ნაკადის მიხედვით.

პრინტერის თავი მოძრაობს დაყენებული ღერძების გასწვრივ და ანაწილებს გათხევადებულ პლასტმასს ფენად. როდესაც ფენა დასრულდება, შემდეგი ფენა იხსნება სანამ ობიექტი არ დასრულდება. ამ ტექნიკის ზოგიერთი საუკეთესო გამოყენებაა მოწყობილობები და გარსაცმები, მაგრამ FFF და FDM ასევე შესაფერისია ყველა სახის მცირე ამაო ბეჭდვის პროექტებისთვის.

პრინტერის მოდელებში შედის Snapmaker და Ultimaker, ისევე როგორც მრავალი სხვა. იმის გათვალისწინებით, თუ რამდენად ფართოდ არის გავრცელებული ამ ტიპის პრინტერი ახლა, არსებობს უამრავი განსხვავებული მოდელი ფასების ყველა დიაპაზონში.

DLP

ციფრული სინათლის დამუშავება გარკვეულწილად ჰგავს SLA ბეჭდვას. ის უფრო სწრაფად იბეჭდება და ერთდროულად ხსნის ფენებს, ვიდრე ამას აკეთებს ჯვარედინი ნაწილებად ლაზერის გამოყენებით. SLA-ს და DLP-ს აქვს მსგავსი გამოყენების მიზნები და არის ინფუზიის ფორმის მოდელები. FFF-ისგან განსხვავებით, ზედაპირები გლუვია და, შესაბამისად, პროექტებს შეუძლიათ აპლიკაციების პოვნა ისეთ რამეებში, როგორიცაა სტომატოლოგიური აპლიკაციები.

მეორეს მხრივ, DLP ანაბეჭდები გარკვეულწილად სუსტია. ისინი ჩვეულებრივ არ არიან გამოსადეგი მექანიკური ნაწილებისთვის ან რაიმესთვის, რაც განსაკუთრებულ სტაბილურობას მოითხოვს. რაც შეეხება განსხვავებას SLA-სა და DLP-ს შორის - სადაც პირველი იყენებს ლაზერს მომრგვალებული ფორმების დასახატად, DLP იყენებს ეკრანზე, რათა დაპროექტდეს გარკვეული მინიმალური ზომის კვადრატული ვოქსელი, რათა შეიქმნას არსებული ფორმები დაბეჭდილი.

ამ ტიპის პრინტერები მოიცავს Micromake L2, SprintRay Moonray და Anycubic Photon S.

MJF

Multi Jet Fusion პრინტერები აწყობს ნაწილებს ნეილონის ფხვნილისგან. ლაზერის ნაცვლად (როგორც SLS ბეჭდვისას), ჭავლური კლასტერი გამოიყენება სითბოს გამოსაყენებლად ფხვნილის დნობისთვის. შედეგი არის უფრო სტაბილური და პროგნოზირებადი მექანიკური თვისებები, ისევე როგორც უკეთესი ზედაპირის შედეგები.

დამზადების უფრო სწრაფ პერიოდს ეს ტექნიკა გვთავაზობს, ასევე იწვევს მთლიანი შექმნის ხარჯების შემცირებას. საბეჭდი თავი აფრქვევს ფოტოპოლიმერის ასობით პატარა წვეთს, რომლებიც მოგვიანებით იშლება და მყარდება ულტრაიისფერი შუქით. როდესაც ფენა იშლება, შემდეგი ფენა გამოიყენება ობიექტის დასრულებამდე.

ამ ტექნიკას სჭირდება დამხმარე მასალა, რომელიც ამოღებულია დამუშავების შემდგომ. მიუხედავად იმისა, რომ ამან შეიძლება გამოიწვიოს გარკვეული სირთულეები, MJF არის ერთ-ერთი ერთადერთი ტექნიკა, რომელიც საშუალებას აძლევს პრინტერებს შექმნან მრავალი ობიექტი ერთ ხაზზე, მშენებლობის სიჩქარის შეწირვის გარეშე. მას ასევე შეუძლია ნივთების წარმოება სხვადასხვა მასალის გამოყენებით და სრული ტონით. ეს ნიშნავს, რომ ოპტიმალურად მოწყობისას, MJF-ს შეუძლია მცირე ზომის იდენტური ნაწილების მასიური წარმოება მნიშვნელოვნად უფრო სწრაფად, ვიდრე ნებისმიერი სხვა ტიპის პრინტერი. ამ ტიპის პრინტერები მოიცავს HP Jet Fusion სერიას.

პოლიჯეტი

PolyJet პრინტერები აწარმოებენ გლუვ და ზუსტ ნაწილებს, რომლებიც შესაფერისია სხვადასხვა ნივთებისთვის. ისინი გვთავაზობენ ფენის მიკროსკოპულ გარჩევადობას და შეუძლიათ შექმნან როგორც თხელი კედლები, ასევე რთული ელემენტები, რადგან მათ შეუძლიათ მუშაობა მასალების ყველაზე ფართო არჩევანი ნებისმიერი 3D პრინტერიდან (იმ პირობით, რომ ისინი აღჭურვილია სწორი საქშენით/საწოლით, რა თქმა უნდა). PolyJet პრინტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას მოწყობილობების, ფორმებისა და სხვადასხვა წარმოების ხელსაწყოების შესაქმნელად.

არსებობს პრინტერის სხვადასხვა მოდელი, რომელიც სპეციალურად გამოიყენება სტომატოლოგიურ სამუშაოებში - სტომატოლოგიური ლაბორატორიებისა და სტომატოლოგიური ბეჭდვისთვის. ამ ტექნოლოგიის შედეგად მიღებული სწრაფი და მაღალი ხარისხის ანაბეჭდები მას შესანიშნავ არჩევანს ხდის ამ ტიპის სამედიცინო გამოყენებისთვის. ეს პრინტერები მუშაობენ რამდენიმე გამანადგურებელი თავის გამოყენებით - ისინი დეპონირებენ სამშენებლო მასალის ფენას ღერძის გასწვრივ სრიალის გზით. თითოეული თავი ხელს უწყობს სხვადასხვა რაოდენობას სხვადასხვა წერტილში, რათა შექმნას ამ ფენის ნებისმიერი ფორმა. ამ პრინტერების ყველაზე გავრცელებულ კონფიგურაციას აქვს მრავალსაქშენიანი ჭავლური სტილის საბეჭდი თავი.

განაწილებული მასალები ციმციმდება და გამაგრდება ულტრაიისფერი ფენით, სანამ პრინტერი მოძრაობს - პლატფორმა ჩამოაგდებს ფენას და ემატება შემდეგი ფენა. ნედლეული და ძაფები ინახება არა კოჭებზე, არამედ კარტრიჯებში, რომლებიც მიმაგრებულია საქშენებთან, განსხვავებით ჩვეულებრივი ჭავლური პრინტერისგან. ამ ტიპის პრინტერები მოიცავს Connex 3 სერიას, Objet30 და J5 DentaJet-ს.

DMLS

DMLS პრინტერებს აქვთ ერთი ძირითადი პროგრამა - ლითონის დაფუძნებული ნივთების ბეჭდვა. ლითონის დაფუძნებული დანამატების გამოყენებით, DMLS არის სტანდარტული აპარატები ნებისმიერი სახის 3D ანაბეჭდისთვის, რომელიც მოიცავს MF ძაფებს. მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთ სხვა პრინტერს შეუძლია მასალის დამუშავებაც, DMLS პრინტერები განსაკუთრებით კარგად ქმნიან ერთიანი ნაწილების მსგავსი თვისებების მქონე ნივთებს, რომლებიც ჩამოსხმული იყო "ნორმალური" ლითონისგან.

DMLS არის პირდაპირი ლითონის ლაზერული აგლომერაციის შემოკლება და ზუსტად ასე მუშაობს – ის იყენებს ა მაღალი სიმძლავრის ლაზერი ლითონის/პლასტმასის ნარევების დაფხვნილი ფენების დნობისთვის, სანამ ხელახლა გამაგრდება. პროექტი. ის მუშაობს ისევე, როგორც შეიძლება შედუღება ან შედუღება ძალიან წვრილ და ზუსტი ლაზერით, თუმცა ის უფრო სწრაფი და ზუსტია, ვიდრე ადამიანის ხელის იმედი აქვს.

ამ პრინტერების გამოყენება საკმაოდ რთულია და საჭიროებს/გამოიყენებს რამდენიმე არატრადიციულ ელემენტს (როგორიცაა ჩვეულებრივ არგონი გაზით სავსე სამშენებლო კამერა) და, შესაბამისად, ნამდვილად არ არის შესაფერისი დამწყებთათვის - განსაკუთრებით მათი მტკივნეულობის გათვალისწინებით მაღალი ფასები. ამის თქმით, მათ შეუძლიათ მუშაობა სხვადასხვა შენადნობებთან და ლითონებთან, მათ შორის ფოლადი, ტიტანი, ნიკელი, კობალტი და სპილენძი. DMLS პრინტერის მოდელები მოიცავს EOS M 290 და FormUp 350.

EBM

Electron Beam Melting არის ფხვნილის საწოლის შერწყმა ბეჭდვის ტიპი. ის იყენებს ელექტრონის სხივს და არა ტიპიურ ლაზერს ნაწილაკების შერწყმისთვის და ნაწილის შესაქმნელად. იგი ქმნის წარმოუდგენლად სტაბილურ და მდგრად სტრუქტურებს ლითონისა და ლითონის შერწყმით. ამჟამად ამ ტექნოლოგიას იყენებს და აწარმოებს მხოლოდ ერთი კომპანია - GE Additive.

სხვა პრინტერებთან შედარებით, რომლებიც იყენებენ ლაზერებს სითბოს წყაროდ, EBM პრინტერები იყენებენ ელექტრონულ იარაღს ელექტრონების ამოსაღებად, მაგალითად, ვოლფრამის ფოლადის ძაფიდან ვაკუუმში. შემდეგ ისინი აჩქარდებიან და აპროექტებენ მეტალის ფხვნილს, რომელიც დეპონირდება თითოეული ფენისთვის.

როდესაც პროექტი იბეჭდება, ჭარბი ფხვნილები ამოღებულია იარაღით. ვინაიდან მთელი პროცესი ვაკუუმში მიმდინარეობს, ნაწილები და ფხვნილი არ იჟანგება მათი გამოყენებისას - და როდესაც ბეჭდვა დასრულებულია, გამოუყენებელი ფხვნილის დიდი რაოდენობა შეიძლება პირდაპირ იქნას გამოყენებული. ეს განსხვავდება სხვა ბეჭდვის ტექნიკისგან და მნიშვნელოვნად ამცირებს ბეჭდვის ღირებულებას, რადგან მასალები შეიძლება საკმაოდ ძვირი გახდეს, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც საქმე ეხება ლითონის ძაფებს.

ლაზერული სხივის პრინტერებთან შედარებით, ელექტრონული სხივების პრინტერებს აქვთ სიჩქარის უპირატესობა, მაგრამ მცირედ განიცდიან სიზუსტეს და მაქსიმალური წარმოების ნაწილების ზომას. ვინაიდან სხივი ლაზერზე უფრო ფართოა, ზოგიერთი რამ, რაც ლაზერით არის შესაძლებელი, შეუძლებელია EBM პრინტერში. ხელმისაწვდომი პრინტერის მოდელების შეზღუდული რაოდენობის გათვალისწინებით, ასევე არსებობს შეზღუდვა ნაწილების ზომებზე - ლაზერული პრინტერის წარმოების მოცულობა ადვილად შეიძლება გაორმაგდეს შესადარებელ EBM მოდელთან შედარებით.