Lens технология 3д печати
Перейти к содержимому

Lens технология 3д печати

  • автор:

Прямое лазерное выращивание ( DMD, LMD, LENS)

пря

При использовании данного метода изделие формируется из порошка, подаваемого сжатой газопорошковой струей в зону выращивания, причем газопорошковая струя может быть, как коаксиальной, так и не коаксиальной сфокусированному лазерному лучу, обеспечивающему нагрев и частичное плавление порошка и подогрев подложки. Возможно введение смеси порошков, что позволяет изменять состав подаваемых порошков в ходе процесса выращивания, обеспечивая высокоскоростное формирование изделий с градиентными свойствами. При этом, в рамках одного технологического процесса становится возможным формирование изделия, характеристики различных участков которого отличаются и определяются локальными условиями эксплуатации. Основные особенности данной технологии:

  • высокая производительность, до 60мм3/сек
  • градиентные свойства изделий
  • низкая пористость, менее 0,5%
  • мелкозернистая структура, размер зерна не более 100мкн
  • механические свойства на уровне деформируемых и термообработанных сплавов

Какими металлы мы используем для 3D-печати?

Мы работаем с широким перечнем материалов, Это титановые сплавы (ВТ6, ВТ1-0), жаропрочные сплавы (инконель718), инструментальные стали, медные сплавы и другие.

Помимо основных материалов мы занимаемся разработкой технологии плавления сплавов заказчика и технологий ремонта/изготовления необходимых деталей. Для этого у нас есть все необходимое оборудование и компетенции.

Мы работаем как на зарубежном, так и отечественном оборудовании.

Виды 3D принтеров и технологии работы 3Д печати + видео

Современная классификация 3d принтеров, их виды и отличия в технологиях трехмерной печати c применением разных материалов: полимеры и пластик, порошок, воск, гипс и др.

Виды 3d принтеров и технологии печати 3d объектов

С помощью современных 3d принтеров можно напечатать практически любой трехмерный объект, а возможные ограничения в печати прежде всего связаны с материалом, с которым может работать тот или иной принтер. Наиболее распространены принтеры, которые печатают объекты из PLA и ABS пластика. О материалах для 3d принтеров мы расскажем позже, а пока давайте разберемся в основных видах 3d принтеров. Попробуем также разобраться в том, какие технологии существуют для печати 3d объектов, какие принтеры будут стоить дорого (прежде всего, предназначенные для промышленного производства), а какие можно купить и для домашнего использования. Начнем.

FDM или FFF

Технология FDM (fused deposition modeling) подразумевает под собой печать с помощью сопла-дозатора, из которого выдавливается какой-либо материал и постепенно наносится на объект слой за слоем, выстраивая трехмерную модель. В качестве материалов для этого вида 3d печати чаще всего выступают пластики (в виде нитей на катушке), но не только. Например, FDM принтеры можно использовать в качестве кулинарного помощника (в этом случае заправляется глазурь, сыр, тесто и др. необходимые для блюда компоненты) или FDM принтер можно использовать в медицине (в этом случае заправляется специальный медицинский гель с набором живых клеток — как правило, используется в биомедицине). Технология FDM печати была разработана С. Скоттом Трампом еще в конце 80-ых годов прошлого века и на рынок вышла в 1990 году. Другое название этой технологии печати FFF (Fused Filament Fabrication) или «Производство методом наплавления нитей» — оно было придумано для обхода юридических ограничений для аббревиатуры FDM, которая принадлежит компании Stratasys. Этот вид 3d принтеров наиболее распространен в качестве бытовых 3d принтеров, так как является наименее затратным в обслуживании. В производстве FDM принтеры чаще всего применяются для быстрого прототипирования или быстрого моделирования объектов, например, мелкосерийной партии каких-либо деталей. В быту такие принтеры могут использоваться для самых различных целей, например, для печати игрушек, сувениров или украшений.

Polyjet

Основой этой технологии является следующий принцип: при помощи маленьких сопел фотополимер наносится на какую-либо поверхность и сразу полимеризуется под воздействием УФ излучения. Данная технология печати была разработана израильской компанией Objet в 2000 году, однако теперь она принадлежит компании Stratasys. Отличительными особенностями этого вида 3d принтера является то, что можно использовать широкий диапазон материалов (фотополимерный пластик разного состава, цвета и плотности), использовать небольшую толщину слоя (до 16 микрон — подходит для создания мелких и гладких деталей) и относительно быстро печатать за счет использования жидких материалов. Polyjet — это единственная технология, по крайней мере сегодня, которая позволяет комбинировать сразу несколько материалов в одном прототипе! Но есть и недостатки, главным из которых является тот факт, что можно печатать только с использованием фотополимерного пластика (как правило, фотополимерные пластики очень дорогие). Применяется технология Polyjet в основном в промышленности, медицине и образовании, хотя на сегодняшний день есть и бытовые модели 3d принтеров для различных целей.

LENS

3D печать в данном случае основана на том, что материал в виде порошка наносится на сфокусированный луч лазера и моментально спекается. По такому принципу слой за слоем выстраивается вся трехмерная модель. Данная технология 3d печати (LENS — LASER ENGINEERED NET SHAPING) используется для создания деталей из металла и поэтому именно она открыла двери 3d принтерам в большую промышленность, что повлияло, собственно, на рост популярности 3d принтеров в целом по всему миру. Эти виды 3d принтеров, по мимо всего прочего, имеют еще одно большое преимущество — порошки можно смешивать и получать различные сплавы уже непосредственно в момент печати (спекания). Наиболее известным производителем оборудования для этого вида печати является компания Optomec.

LOM

Технология LOM (laminated object manufacturing) заключается в том, что тонкие ламинированные листы вырезаются лазером (ножом), а затем спекаются (прессуются) вместе. В итоге получается, что трехмерный объект состоит из слоев, которые прочно склеены между собой. Таким образом можно распечатывать 3d модели из бумаги, пластика и даже алюминия (в последнем случае используется тонкая фольга). Как правило, объекты, которые были получены при помощи данного вида 3d печати, потом нуждаются в дополнительной обработке (удаления лишних слоев, шлифованию и др.). Главным преимуществом технологии LOM можно назвать низкую себестоимость производства, так как расходные материалы являются общедоступными и стоят относительно недорого, а к минусам можно отнести то, что точность изделий несколько ниже, чем при печати с помощью других технологий (например, стереолитографии или SL).

SL (Stereolithography)

Главная идея стереолитографии (SLA или SL) заключается в том, что жидкий фотополимер застывает под воздействием УФ излучения — модель постепенно опускается в некий объем расходного материала, выравнивается и обрабатывается УФ лучами, что заставляет фотополимерную жидкость застывать в местах соприкосновения с лучом. Для печати в данной технологии используются фотополимерные смолы, которые, к сожалению, стоят недешево. Это, пожалуй, главный недостаток данной технологии. Преимуществ у стереолитографии гораздо больше: высокая точность деталей (толщина до 10 микрон), относительно высокая скорость печати, не требует какой-либо особой обработки после печати, можно печатать модели с самой сложной геометрией. Область применения данных видов 3d принтеров самая разнообразная — от промышленности до бытового использования.

LS (Laser sintering)

Лазерное спекание (LS) во многом похоже на стереолитографию, но вместо жидкого полимера здесь используются металлические порошки, которые спекаются под воздействием лазера. К преимуществам данной технологии 3d печати можно отнести эффективный расход материалов, доступность материалов, так как их можно найти в широком ассортименте практически в каждой стране, а также тот факт, что при печати не нужно использовать опоры для прототипов. Главные недостатки этого метода: пористость исходной модели, некоторые из порошков являются взрывоопасными, спекание порошков происходит при высоких температурах, поэтому получившиеся детали долго остывают. Главным образом, этот метод 3d печати эффективно используется в промышленности для изготовления мелких партий деталей или каких-либо сложных составляющих устройств, которые не выгодно заказывать большими партиями.

3DP

Технология 3DP (Three dimensional printing) или «Струйная трехмерная печать» заключается в следующем: на материал в порошковой форме наносится клей, затем поверх склеенного слоя наносится свежий слой порошка, и так весь цикл печати. Данная технология была изобретена в 1993 году в MIT (Массачусетском технологическом институте). Главными преимуществами этой технологии можно назвать возможность добавлять краску в клей (печать разными цветами), возможность использовать в домашних условиях и для бытовых нужд, можно использовать разные материалы в виде порошка (стекло, резина, бронза, дерево и др). Также стоит отметить, что в данном виде печати нет необходимости для создания дополнительных опор для прототипа. Главными недостатками можно считать то, что на выходе получается достаточно грубая модель (печать до 100 микрон) и что часто требуется дополнительная постобработка получившейся детали. Какие-либо изделия, рассчитанные на сильное механическое воздействие, распечатать методом 3DP не получиться. Основное назначение таких 3D принтеров — это печать сувениров и подарков, макетов, а также, если в качестве связующего элемента использовать пищевой клей, печать сладостей, конфет.

Двояковыпуклый

banner

Различные типы линзовидного эффекта 3D-эффект глубины: люди увидят эффект 3D-глубины от плоской печати без 3D-очков, поэтому некоторые также называют это 3D-эффектом невооруженным глазом. Эффект переворота двух измен

Jun / 29 2022

Обильные фоны для большей глубины 3D Все еще задаетесь вопросом, как создать замечательную 3D-картинку? Глядя на следующие изображения, изображение с обильным фоном создаст более сильный эффект 3D-глубины, чем изображ

Mar / 24 2022

Чем 3D-печать отличается от 3D-печати? Когда мы делаем 3D-линзовидные снимки, мы выбираем различные материалы, процессы и составляем различные производственные планы в соответствии с требованиями клиентов.

Mar / 23 2022
3D лентикулярная печать Введение в этапы метода и характеристики трехмерной печати
Mar / 01 2022

3D-реклама может привлечь внимание клиентов В прошлый период можно назвать популярными плоские имиджевые продукты, но с развитием современного общества понимание вещей многими людьми постоянно улучшается.

Feb / 28 2022

Визитная карточка Factory 3D Artist Лентикулярная 3D-печать используется во многих продуктах. 3D-эффекты теперь также широко используются в корпоративных визитных карточках, что делает визитные карточки более привлек

Jan / 24 2022

Как отличить качество 3D изображений? Во-первых, посмотрите на общий цвет трехмерной картины. Вообще говоря, цвет качественной трехмерной картины будет четким и многослойным, и не будет неправильного цветового явления.

Jan / 17 2022

Применение УФ-печати Применение УФ-печати является одним из важных содержаний полиграфической промышленности.

Jan / 13 2022

На что обратить внимание при выборе 3D-изображения Чтобы показать сильный эффект глубины 3D, при выборе 3D-изображений следует обратить внимание на некоторые аспекты.

Dec / 17 2021

Ремесло УФ-печати Рост УФ-печати обусловлен ее свойствами печати с добавленной стоимостью. Это может подчеркнуть многие преимущества в издательской печати, коммерческой печати, печати упаковки и эти

Dec / 16 2021

Является ли процесс 3D-печати сложным? Процесс 3D-печати очень сложен, и его точки управления процессом в основном включают в себя следующие 4 аспекта:

Dec / 15 2021

Трудности в процессе 3D-лентикулярной печати Технология 3D-лентикулярной печати быстро развивалась, и были достигнуты замечательные результаты в теории 3D-печати, оборудовании, программной платформе и исследованиях технологий

Главная 1 2 Последняя страница 1/2

Написать в нас

Отправьте нам свой вопрос через контактную форму, и мы ответим вам, как только сможем.
Мы будем стоять 24 часа в сутки

Подписывайтесь на нас

Качество и эффективность нашей продукции были хорошо восприняты клиентами и позволили построить хорошие отношения сотрудничества со многими партнерами, потому что мы следуем международным тенденциям развития.

Технологии 3D-печати: преимущества и недостатки Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Елистратова А.А., Коршакевич И.С., Тихоненко Д.В.

Рассматривается основной принцип работы 3D-принтера, приводятся технологии 3D-печати, выделяются их преимущества и недостатки.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Елистратова А.А., Коршакевич И.С., Тихоненко Д.В.

Современные полимерные материалы и технологии 3D печати
Обзор и анализ аддитивных технологий. Часть 2
Современные технологии аддитивного изготовления объектов
Обзор материалов и технологий 3D-прототипирования изделий обувной промышленности

Прорывные технологии нового поколения формообразования пространственно-сложных поверхностей наукоемких изделий

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

3D-PRINTING TECHOLOGIES: ADVANTAGES AND DISADVANTAGES

The main operation principle of the 3D-printer is considered, the 3D-technologies are given, their advantages and disadvantages are marked.

Текст научной работы на тему «Технологии 3D-печати: преимущества и недостатки»

ТЕХНОЛОГИИ 3Б-ПЕЧАТИ: ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

А. А. Елистратова, И. С. Коршакевич Научный руководитель — Д. В. Тихоненко

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Рассматривается основной принцип работы 3D-принтера, приводятся технологии 3D-печати, выделяются их преимущества и недостатки.

Ключевые слова: 3D-печать, технологии, FDM, PolyJet, LENS, LOM, SL, LS, 3DP. 3D-PRINTING TECHOLOGIES: ADVANTAGES AND DISADVANTAGES.

A. A. Elistratova, I. S. Korshakevich Scientific supervisor — D. V. Tikhonenko

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: elochka_o_o@mail.ru

The main operation principle of the 3D-printer is considered, the 3D-technologies are given, their advantages and disadvantages are marked.

Keywords: 3D-printing, technologies, FDM, PolyJet, LENS, LOM, SL, LS, 3DP.

Трехмерная печать является одной из самых перспективных инноваций, используемых в современных технологиях проектирования и мелкосерийном производстве. 3D-принтер — это устройство, которое создаёт объёмный предмет на основе виртуальной 3D-модели. В отличие от обычного принтера, который выводит информацию на лист бумаги, 3D-принтер позволяет выводить трёхмерную информацию, т. е. создавать определённые физические объекты. В основе технологии 3D-печати лежит принцип послойного создания (выращивания) твёрдой модели [1].

Все 3D-принтеры используют один и тот же базовый принцип — построение объекта из тонких горизонтальных слоев материала. Печатающая головка формирует слои, постепенно выращивая из них объект. Она движется только в горизонтальной плоскости. Рабочая платформа служит для размещения объекта при печати, она двигается сверху вниз [2].

Все 3D-принтеры делятся на 2 группы: те, использующие в своем производстве выдавливание или распыление, и те, которые что-то спекают или склеивают.

К первой группе относятся:

• FDM (Fused Deposition Modeling)-принтеры которые выдавливают какой-либо материал слой за слоем через сопло-дозатор. К ним относятся кулинарные принтеры, медицинские, которые печатают «живыми чернилами». Преимущества: высокая точность исполнения прототипа; высокая скорость 3D-печати; возможность использования широкого спектра полимеров; низкая стоимость 3D-печати прототипа [3]. Недостатки: ограничения по допускам размерности 3D-печати; необходимость в постобработке.

• Технология PolyJet: фотополимер маленькими дозами выстреливается из тонких сопел, как при струйной печати, и сразу полимеризуется на поверхности изготавливаемого девайса под воздействием УФ-излучения. Важной особенностью, отличающей PolyJet от стереолитографии, является возможность печати различными материалами. Применение: промышленное прототипирование и медицина. Преимущества: малая толщина слоя (от 16 мкм) и разрешение построения поверхности (до 8000 dpi); возможность многоцветной печати и сочетания материалов с разными свойствами; принтеры могут быть достаточно компактными. Недостатки: для моделей с нависающими или гори-

Актуальные проблемы авиации и космонавтики — 2015. Том 1

зонтально выступающими элементами требуются поддержки, которые приходится тем или иным способом удалять; ограниченный выбор материалов для работы.

• LENS (Laser Engineered Net Shaping): материал в форме порошка выдувается из сопла и попадает на сфокусированный луч лазера, часть порошка пролетает мимо, а та часть, которая попадает в фокус лазера, мгновенно спекается и слой за слоем формирует трехмерную деталь. С помощью этой технологии печатают стальные и титановые объекты. Преимущества: высокая прочность; высокое разрешение печати; устойчивость к высоким температурам; не требует создания поддержки, так как сам порошок и служит подушкой в процессе изготовления. Недостатки: значительные затраты энергии; дорогие расходные материалы и оборудование; требуется чистая атмосфера в рабочей камере, часто это вакуум или инертные газы.

• LOM (Laminated Object Manufacturing): тонкие ламинированные листы материала вырезаются с помощью ножа или лазера и затем спекаются или склеиваются в трехмерный объект, т. е. укладывается тонкий лист материала, который вырезается по контуру объекта, на него укладывается следующий лист и т. д. После этого все листы прессуются или спекаются. Таким образом, печатают 3Б-модели из бумаги, пластика или из алюминия [4]. Преимущества: возможность полноцветной печати с высоким разрешением по осям X и Y; доступность и относительная дешевизна главного расходного материала — бумаги; можно создавать довольно большие модели; для моделей с нависающими или горизонтально выступающими элементами не требуется формирование поддерживающих структур. Недостатки: крайне ограниченный набор материалов для создания моделей; толщина слоя всецело зависит от толщины используемого листового материала, из-за чего модель порой получается грубой, а механическая обработка для сглаживания возможна не всегда, поскольку может привести к расслоению; наличие большого количества отходов; избежать этого можно одновременным изготовлением нескольких небольших образцов; всегда требуется финишная обработка, связанная с удалением лишнего материала [5].

Вторая группа включает в себя:

• SL (Stereolithography) Стереолитография. Есть небольшая ванна с жидким полимером. Луч лазера проходит по поверхности, и в этом месте полимер под воздействием УФ полимеризуется. После того, как один слой готов, платформа с деталью опускается, жидкий полимер заполняет пустоту, далее запекается следующий слой и так далее. После печати таким методом, требуется постобработка объекта — удаление лишнего материала и конструкций, которые позволяют поддерживать напечатанную модель, иногда поверхность шлифуют. Преимущества технологии: высокое разрешение печати; можно получать большие модели, размером до 150*75*55 см и весом до 150 кг; механическая прочность получаемых образцов достаточно высока, они могут выдерживать температуру до 100 °С; наличие мелких элементов; малое количество отходов. Недостатки: ограниченный выбор материалов для изготовления моделей; невозможность цветной печати и сочетания разных материалов в одном цикле; малая скорость печати, максимум 10-20 миллиметров в час по вертикали; очень большие габариты и вес: так, один из SLA-аппаратов 3D SystemsProX 950 весит 2,4 тонны при размерах 2,2*1,6*2,26 м.

• LS (Laser Sintering) Лазерноеспекание. Похоже на SL, только вместо жидкого фотополимера используется порошок, который спекается лазером. Преимущества: широкий спектр материалов, пригодных для использования; позволяет создавать очень сложные модели; скорость в среднем достигает 30-40 мм в час по вертикали; может использоваться не только для создания для мелкосерийного производства. Недостатки: требуются мощный лазер и герметичная камера, в которой создается среда с малым содержанием кислорода; меньшее, чем у SLA, максимальное разрешение; требуется долгий подготовительный этап для прогрева порошка, а затем нужно ждать остывания полученного образца, чтобы можно было удалить остатки порошка; в большинстве случаев требуется финишная обработка [6].

• 3DP (Three Dimensional Printing). На материал в порошковой форме наносится клей, который связывает гранулы, затем поверх склеенного слоя наносится свежий слой порошка, и так далее. На выходе, как правило, получается материал похожий по свойствам на гипс. Используя похожую технологию можно печатать съедобные объекты, например, из сахара или шоколадного порошка. Преимущества: позволяет создавать очень сложные модели без поддерживающих структур; возможность полноцветной печати с высоким разрешением [7]. Недостатки: ограниченное количество материалов, пригодных для использования; в ряде случаев требуется финишная обработка; малая прочность получившихся образцов даже после обработки закрепляющим составом.

Трудно выделить ту или иную технологию печати, поскольку на выбор влияют множество факторов: материал, денежные средства, размеры печати. Можно сказать лишь одно, что до недавнего

времени к 3Б-печати относились с недоверием до того момента, пока не стало возможным печать из прочных металлов, таких как сталь и титан. После этого многие разработчики и ученые иначе посмотрели на это устройство [8].

Специалисты уже сегодня с уверенностью говорят о перспективах объёмной печати. Применение 3Б-печати находит себя в самых неожиданных сферах человеческой деятельности, что ещё раз подчёркивает значимость этой технологии. На сегодняшний день и оборудование, и материалы для 3Б-печати имеют достаточно высокую стоимость, однако его серийное производство позволяет систематически снижать цены, делая доступным приобретение 3Б-принтера бюджетными пользователями.

1. Статьи о 3Б-принтерах [Электронный ресурс]. URL: http://3dpr.ru/statyi (дата обращения: 18.03.2015).

2. Классификация 3Б-принтеров (7 технологий 3Б-печати) [Электронный ресурс]. URL: http://geektimes.ru/post/208906/ (дата обращения: 18.03.2015).

3. Как работает 3Б-принтер: принцип работы трехмерной печати [Электронный ресурс]. URL: http://www.techno-guide.ru/informatsionnye-tekhnologii/3d-tekhnologii/kak-rabotaet-3d-printer-printsip-raboty-trekhmernoj-pechati.html (дата обращения: 18.03.2015).

4. 3Б-принтер для печати металлических объектов [Электронный ресурс]. URL: http://joy4mind.com/?p=12112#ixzz3WYarfJxJ (дата обращения: 18.03.2015).

5. Изготовление объектов методом ламинирования (LOM) [Электронный ресурс]. URL: http://3dprofy.ru/izgotovlenie-obektov-metodom-lamin/ (дата обращения: 18.03.2015).

6. 3Б-печать для «чайников» или Что такое 3Б-принтер? [Электронный ресурс]. URL: http://3dtoday.ru/wiki/3dprint_basics/#.D0.AD.D0.BA.D1.81.D1.82.D1.80.D1.83.D0.B7.D0.B8.D0.BE.D0. BD.D0.BD.D0.B0.D1.8F.D0.BF.D0.B5.D1.87.D0.B0.D1.82.D1.8C2.1 (дата обращения: 18.03.2015).

7. Селективное лазерное спекание (SLS) [Электронный ресурс]. URL: http://3dpr.ru/selektivnoe-lazernoe-spekanie-sls (дата обращения: 18.03.2015).

8. Что такое 3D-принтер и что можно на нём напечатать? [Электронный ресурс]. URL: http://www.aif.ru/dontknows/file/1379601 (дата обращения: 18.03.2015).

© Елистратова А. А., Коршакевич И. С., 2015

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *