Классификация 3D принтеров (7 технологий 3D печати) / Habr
На хабре уже были статьи о технологиях печати, которые используют 3D принтеры, однако в данной статье я постарался подойти к вопросу системно, чтобы в голове у читателя сложилась четкая картина о том, какие принципы заложены в технологии 3D печати, какие материалы используются и в конечном итоге какую технологию лучше использовать для получения определенного результата, будь то деталь из титана, или мастер-модель для последующего тиражирования.Статья основана на книге Fabricated: The New World of 3D printing
I. Те которые что-то выдавливают или выливают или распыляют
1) FDM (fused deposition modeling) принтеры которые выдавливают какой-то материал слой за слоем через сопло-дозатор, не буду расписывать подробно, мы про них все знаем. Все мэйкерботоподобные принтеры + принтеры Stratasys + различные кулинарные принтеры (используют глазурь, сыр, тесто) + медицинские которые печатают “живыми чернилами” (когда какой-либо набор живых клеток помещается в специальный медицинский гель которые используется далее в биомедицине)
2) Технология Polyjet , была изобретена израильской компанией Objet в 2000 г. в 2012 их купили Stratasys. Суть технологии: фотополимер маленькими дозами выстреливается из тонких сопел, как при струйной печати, и сразу полимеризуется на поверхности изготавливаемого девайса под воздействием УФ излучения. Важная особенность, отличающая PolyJet от стереолитографии, является возможность печати различными материалами.
Преимущества технологии: а) толщина слоя до 16 микрон (клетка крови 10 микрон) б) быстро печатает, так как жидкость можно наносить очень быстро. Недостатки технологии: а) печатает только с использованием фотополимера — узко-специализированный, дорогой пластик, как правило, чувствительный к УФ и достаточно хрупкий.
3) 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. Именно по такой технологии печатают стальные и титановые объекты.
Поскольку до появления этой технологии печатать можно было только объекты из пластика, к 3D печати особенно серьезно никто не относился, а эта технология, открыла двери для 3D печати в “большую” промышленность. Порошки различных материалов можно смешивать и получать таким образом сплавы, на лету.
Применение: например, титановые лопатки для турбин с внутренними каналами охлаждения. Производитель оборудования: Optomec
4) 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, таким образом получается один слой, на него укладывается следующий лист и так далее. После этого все листы прессуются или спекаются.
Таким образом печатают 3D модели из бумаги, пластика или из алюминия. Для печати моделей из алюминия используется тонкая алюминиевая фольга, которая вырезается по контуру слой за слоем и затем спекается с помощью ультразвуковой вибрации.
II. Те которые что-то спекают или склеивают
1) 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. Иногда происходит наоборот: платформа с деталью поднимается вверх, лазер соответственно расположен снизу…
После печати таким методом, требуется постобработка объекта — удаление лишнего материала и поддержки, иногда поверхность шлифуют. В зависимости от необходимых свойств конечного объекта модель запекают в т.н. ультрафиолетовых духовках.
Фотополимер зачастую бывает токсичным поэтому при работе с ним нужно пользоваться средствами защиты и респираторами. Содержать и обслуживать такой принтер дома — сложно и дорого
Преимущества: быстро и точно, точность до 10 микрон. Для спекания фотополимера достаточно лазера от Blu-ray проигрывателя, благодаря чему на рынке появляются дешевые при этом точные принтеры работающие по такой технологии (e.g. Form1).
2) LS (laser sintering)
Лазерное спекание. Похоже на SL, только вместо жидкого фотополимера используется порошок, который спекается лазером.
Преимущества: а) менее вероятно, что деталь сломается в процессе печати, так как сам порошок выступает надежной поддержкой б) материалы в порошковой форме довольно легко найти в продаже в том числе это могут быть: бронза, сталь, нейлон, титан
Недостатки: а) поверхность получается пористая б) некоторые порошки взрывоопасны, поэтому должны храниться в камерах, заполненных азотом в) спекание происходит при высоких температурах, поэтому готовые детали долго остывают, в зависимости от размера и толщины слоев, некоторые предметы могут остывать до одного дня.
3) 3DP (three dimensional printing)
Технология изобретена в 1980 году в MIT студентом Paul Williams, технология была продана в несколько коммерческих организаций, одна из которых — zCorp, в настоящее время поглощена 3D Systems.
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 sandstone (похожий по свойствам на гипс)
Преимущества: а) так как используется клей, в него можно добавить краску и таким образом печатать цветные объекты б) технология относительна дешевая и энергоэффективная в) можно использовать в условиях дома или офиса в) можно печатать использовать порошок стекла, костный порошок, переработанную резину, бронзу и даже древесные опилки. Используя похожу технологию можно печатать съедобные объекты например из сахара или шоколадного порошка. Порошок склеивается специальным пищевым клеем, в клей может добавляться краситель и ароматизатор. Как пример, новые 3D принтеры от компании 3D systems, которые были продемонстрированы на CES 2014 — ChefJet и ChefJet Pro
Надеюсь материал будет для вас полезен.
Дополнения принимаются.
habr.com
3d-принтер (конструкция, виды, производители) | Wiki 3DP
3D-принтер — это периферийное устройство, осуществляющее 3D-печать методом послойного формирования физического объекта по заданной цифровой 3D-модели.
Благодаря определенной простоте базовой конструкции оборудования, позволяющего осуществлять объемную печать, разработки в данной области ведутся как простыми людьми – энтузиастами 3d-печати (фактически каждый может собрать свой собственный 3d-принтер своими руками), так и крупными отраслевыми компаниями и центрами разработки.
Современные 3d-принтеры могут печатать как различными полимерными материалами (основная доля расходных материалов), так и металлом, специализированными строительными составами, продуктами питания и био-материалами.
3д-принтеры уже сегодня применяются как для бытового так и для профессионального прототипирования объектов. На сегодняшний день помимо условно “стандартных” образцов оборудования, имеются разработки и конструкции, осуществляющие печать еды, принтеры применяемые в медицине и принтеры способные печатать малоэтажные дома и небольшие конструкции.
Также отметим, что 3д-принтеры в частности и 3д-печать в целом активно используются в образовании, робототехнике и ряде других социально-значимых и инновационно-перспективных направлений.
Следует отметить, что 3d-принтеры – это одна из немногих категорий оборудования имеющих реальную возможность к самовоспроизведению (в частности, проект RepRap).[1]
Виды 3d-принтеров
Классификация 3д-принтеров ведется по нескольким ключевым параметрам, основными из которых являются: применяемая технология 3d-печати; материал печати; уровень качества и стабильности размеров получаемых изделий.
В последнем случае различают домашний (настольный) 3d-принтер и 3d-принтер профессионального класса , демонстрирующий более стабильные размеры напечатанных объектов, повышенную производительность (скорость печати) и качество прототипирования. Оборудование профессионального класса активно применяется в различных конструкторских бюро (с целью создания моделей и прототипов разрабатываемой продукции или конструкций), а также для целей мелкосерийного производства широкой гаммы изделий (сувенирная продукция, индивидуализированные корпуса электроники и тому подобное).
Типовая конструкция 3d-принтера
Индустрия 3D-печати переживает в настоящий момент этап бурного роста и развития, что привело к тому, что на сегодняшний день на рынке присутствует крайне широкая и весьма пестрая гамма образцов оборудования: от любительских принтеров, собранных своими руками в единичном экземпляре из подсобных деталей и элементов, до промышленных образцов, способных создавать высокоточные копии объектов с весьма сложной геометрией.
В целом, устройство 3D-принтеров на самом деле не очень сложное. Главные проблемы при изготовлении принтеров – обеспечить точность сборки и дальнейшей точности позиционирования по всем осям для экструдера, чтобы обеспечить качество печати.
Для того чтобы представить типовую конструкцию 3д-принтера рассмотрим самую распространенную (в настоящее время) технологию объемной печати – FDM (метод послойного наплавления).
Типовая конструкция 3D-принтера печатающего по методу послойного наплавления (FDM). (Визуализация: 3D Today)
3d-принтер состоит из:
- Корпус, играющий роль скелета для монтажа конструкционных элементов;
- Направляющие, осуществляющие сравнительно свободное перемещение печатающей головки в заданном пространстве;
- Печатающая головка (экструдер) – группа частей, которая выполняет подачу, нагрев и вытеснение (экструзию) расходного материала через сопло на рабочую поверхность;
- Шаговые двигатели – элементы конструкции 3д-принтера, отвечающие за равномерное перемещение печатающей головки в заданном пространстве;
- Рабочий стол – строительная платформа 3D-принтера, на которой и осуществляется непосредственное создание трёхмерного объекта;
- Электроника – набор элементов, отвечающий за управление и координацию действий принтера в процессе печати.
Подробнее остановимся на некоторых (наиболее важных) элементах базовой конструкции 3д-принтера[2].
Экструдер (печатающая головка) 3d-принтера
Наиболее важный элемент конструкции данного вида оборудования. Экструдер 3д-принтера – это узел, который обеспечивает подачу расплавленного пластика в рабочую зону аппарата. На сегодняшний день уже имеется огромное количество различных конструкторских решений.
В частности, имеются образцы оборудования оснащенные сменными соплами различного диаметра. Также есть варианты принтеров с двумя экструдерами в конструкции. Такие образцы способные печатать двумя цветами или осуществлять печать поддержек растворяемым пластиком PVA или HIPS.
Обслуживание экструдера 3д-принтера состоит в его очистке снаружи от налипших в процессе печати кусочков пластика. Иногда, обычно при работе с некачественными расходными материалами, сопло экструдера может довольно сильно засоряться – в этом случае приходится проводить его чистку.
Рабочий стол 3д-принтера
Стол может быть как нагреваемым, так и без такового. Для калибровки стола применяются либо автоматические приводы (автоматическая калибровка) или подпружиненные болты (ручная регулировка). Покрыт обычно стеклом, хотя есть варианты 3д-принтеров и с перфорированной платформой. Для нагреваемого стола еще добавляется и нагреваемый элемент.
Обслуживание данного элемента конструкции заключается в его калибровке и регулярной чистке поверхности.
Электроника и управление
Плата управления может находиться в корпусе. Большинство 3d-принтеров имеют плату на основе RAMPS. Но есть и варианты со своими решениями. Обычно достаточно проверять работает ли кулер охлаждения (если он необходим в данной конструкции).
Что касается экрана управления 3д-принтером, то он, следует отметить, присутствует отнюдь не на всех моделях данной категории оборудования. Обычно он есть там, где есть возможность печатать с SD карты.
Принцип работы 3д-принтера
Как уже было замечено, на сегодняшний день в индустрии насчитывается уже несколько подвидов методов 3д-печати, а также весьма обширный набор соответствующего оборудования и конструкций.
Для того, чтобы рассмотреть принцип работы 3d-принтера обратимся к его ключевому элементу (головке экструдера) и методу объемной печати, использующей пластиковую нить.
Процесс 3д-печати:
Процесс 3д-печати:Нить (филамент) поступает в печатающую головку (экструдер), после чего осуществляется разогрев нити до ее жидкого состояния. Далее полученная масса выдавливается через сопло экструдера. При этом шаговые двигатели с помощью зубчатых ремней приводят в движение Экструдер, который перемещается по направляющим в заданном направлении и наносит пластик на платформу слой за слоем согласно заданной модели.[3]
3d-принтер – производители
Технология 3d-печати с одной стороны еще находится на этапе своего зарождения и становления, с другой стороны базируется на весьма проработанных технологических решениях из ряда других областей (в частности, экструзии полимеров). Данные обстоятельства в совокупности с развитием интернета, значительно ускорившего и упростившего обмен информацией в мировых масштабах, привели к тому, что теми или иными успехами в области разработки, конструирования и производства оборудования для 3d-печати могут похвастаться очень многие компании по всему миру.
Подавляющее большинство таких компаний (на сегодняшний день) занимается сборкой оборудования из готовых конструкционных элементов по находящимся в свободном доступе конструкторским схемам с минимальными изменениями и новациями. Однако на рынке уже есть и свое лидеры, – относительно крупные компании, сравнительно (учитывая возраст самого рынка 3д-печати) давно работающие в данной области. Список наиболее заметных из них представлен ниже.
Ведущие производители:
- 3D Systems (США);
- EnvisionTEC (Германия);
- Stratasys (США);
- MX3D (Нидерланды);
- Rapid Shape (Германия);
- DWS s.r.l. (Италия);
- Wuhan Binhu Mechanical & Electrical (Китай);
- MakerBot Industries (США);
- RepRapPro (Великобритания);
- Magnum (Россия);
- Ultimaker (Нидерланды);
- PICASO 3D (Россия).
В общем и целом свое разработчики и (или) производители 3д-принтеров имеются практически в каждой цивилизованной стране мира. По различным оценкам экспертов и аналитиков, на сегодняшний день в мире можно купить 3d-принтер по меньшей мере от 300 компаний.
В Европе (как можно заметить из приведенного выше списка) центральное место занимают немецкие, голландские и итальянские компании, что вполне коррелирует с тем какое место на международном рынке занимают местные компании-производители оборудования для переработки полимеров. Также заметное место на мировом рынке аддитивных технологий занимает и Великобритания, где по разным оценкам насчитывается как минимум 15 компаний, разрабатывающих и изготавливающих оборудование для объемной печати.
В Азии безусловным лидером рынка выступают китайские компании. Однако и кроме них здесь есть заметные игроки и из других стран региона: Индия, Япония, Южная Корея, Тайвань и даже Таиланд и Гонконг.
На постсоветском пространстве безусловным лидером по количеству отраслевых компаний, работающих в области разработки и изготовления 3d-принтеров и вспомогательного оборудования, выступает Российская Федерация, на территории которой (по различным оценкам) уместилось по меньшей мере 36 предприятий, главные из которых представлены выше. Также следует отметить, что свое отраслевые фирмы имеются в Украине, Беларуси, Литве и Латвии.
В Северной Америке, помимо мирового лидера – США, свое функционеры в области разработки, производства и внедрения оборудования для печати 3dp присутствуют и в Канаде.
В заключении отметим, что есть свое компании-производители и в таких странах, как Израиль; Бразилия, Новая Зеландия и Австралия, хотя их можно в прямом смысле слова “пересчитать по пальцам” и заметного влияния на мировой рынок они (на данный момент) не оказывают.
Узнать больше про 3d-принтер:
Также, для получения более полной картины по тематике 3д-печати в целом и 3д-принтеров в частности рекомендуем воспользоваться поиском по сайту (вверху страницы).
mplast.by
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.
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.
bycommer.com
Разновидности 3D-принтеров | САПР-журнал
Интересная статья о типах 3D-принтеров
1. FDM (fused deposition modeling) принтеры.
Это все принтеры, оборудованные сопло-дозатором, то есть мэйкерботоподобные, кулинарные, используемые для создания сыра, теста или глазури, и медицинские, печатающие так называемыми «живыми чернилами», то есть живыми клетками, помещенными в специальный медицинский гель.
2. Принтеры, работающие по технологии Polyjet.
Они были созданы израильской компанией Objet в 2000 году. В 2012 патент на это изобретение был выкуплен фирмой Stratasys. Сама суть технологии заключается в том, что есть фотополимер, который маленькими дозами выстреливается из тонких сопел, как это бывает при струйной печати, и моментально полимеризуется на поверхность изготавливаемого товара под воздействием УФ излучения. Эта технология обладает целым рядом преимуществ, таких как:
- Толщина слоя достигает 16 микрон.
- Высокая скорость печати.
- Возможность работы с разными материалами.
- Из недостатков стоит выделить дороговизну необходимого фотополимера, его чувствительность и хрупкость.
- Данная технология активно применяется в промышленном прототипировании и медицине.
3. Принтеры LENS (Laser engineered net shaping)
Принтеры Lens стали настоящим прорывом в области 3D-печати, поскольку они позволяют смешивать различные материалы, получая новые сплавы. Именно по этой технологии печатают титановые и стальные объекты. Она активно применяется при создании множества важных деталей, например, титановых лопаток для турбин с внутренними каналами охлаждения.
4. Принтеры LOM (laminated object manufacturing)
При использовании этого принтера берутся тонкие листы материала, например, бумага, алюминий или пластик, из них вырезается нужная деталь, а затем склеивается или прессуется в трехмерный объект.
5. Стереолитография, SL (Stereolithography)
Берется небольшая ванна, наполненная жидким полимером. Затем под воздействием УФ он полимеризуется. После подготовки первого слоя туда опускают деталь, жидкий полимер заполняет в ней пустоту, затем создается еще один слой, и так далее.
Печать таким способом требует дополнительной обработки – это удаление лишнего материала, а также шлифовка. Иногда модель объекта запекают в ультрафиолетовых духовках для получения некоторых свойств.
Стоит отметить, что из-за небольшой токсичности фотополимера, он требует дополнительной защиты при работе с ним. Важно и то, что обслуживание такого принтера очень дорогостоящее. Но у него есть и существенные преимущества, такие так высокая скорость печати, точность до 10 микрон, возможность приобретения более дешевых аналогов на рынке.
6. Laser sintering (laser sintering)
Лазерное спекание похоже на стереолитографию, но в данном случае вместо жидкого фотополимера необходим порошок, который спекается при помощи лазера. У него есть целый ряд, как преимуществ, так и недостатков. В первую очередь стоит отметить, что детали, сделанные таким способом, отличаются высоким уровнем надежности. Кроме того, для их создания несложно найти все необходимые материалы. Из отрицательных качеств нельзя забывать про то, что поверхность детали будет пористой, некоторые материалы могут быть взрывоопасными и требуют специального хранения, а детали, сделанные из них, должны дольше остывать – до одного дня.
7. 3DP (three dimensional printing)
Данная технология появилась на свет в 1980 году стараниями молодого студента Паула Уильямса. Затем она была продана нескольким коммерческим организациям, в том числе, и компании zCorp.
Что же она из себя представляет? Берется необходимый материал в порошковой форме и на него наносится клей, нужный для связки гранул, а сверху наносится еще один слой порошка. В конечном итоге мы получаем материал sandstome, который по характеристикам можно сравнить с гипсом.
Эта технология хороша тем, что позволяет создавать цветные объекты, она эффективна и отличается дешевизной. Ее можно успешно использовать и в домашних условиях, поскольку она многофункциональная и простая.
Из недостатков стоит отметить то, что в конечном итоге вы получите довольно грубую поверхность с низким расширением, к тому же материал нужно поддавать постобработке для придания ему необходимых свойств.
Источник: http://habrahabr.ru/post/208906/
sapr-journal.ru
Виды 3д принтеров: типы техники
Не так давно на рынке электронике появились 3d — принтеры. Эти устройства осуществляют печать любых объёмных объектов. Если ещё недавно они были практически недоступны широкому кругу пользователей, то сейчас ситуация изменилась. Существующие модели могут использоваться в промышленных и домашних условиях. Все они отличаются своими характеристиками и используемым для печати материалом.
Разновидности 3D — принтеров
Содержание статьи
Все печатные устройства делятся по типу материалов, которые используются, и по применяемой технологии 3D — печати.
Типы принтеров по применяемому материалу:
- Порошковые. Используется порошок, можно работать с металлической пудрой. Печатающая головка устройства на отмеченные программой места наносит особое связующее вещество. Поверх него валиком наносится пудра или порошок, который спекается со связкой. Процедура повторяется до получения итогового результата. Такой вариант можно изготовить самостоятельно, имея все необходимые комплектующие.
- Гипсовый. Для работы также используется порошок — шпаклёвка, гипс, цемент и прочие вещества. Также применяется связующий материал. Готовые изделия могут иметь самую разнообразную форму.
- Фотополимерные. Для работы применяются специальные жидкие вещества. Сам же принцип работы очень схож с созданием скульптуры. Лазер устройства ориентируется на подготовленную компьютерную модель и высвечивает требуемые места.
- Восковые. В качестве материала выступает обычный воск. Благодаря его пластичности, получаемый результат является очень точным.
СПРАВКА. Если используется фотографический принтер, то результат будет отличаться высокой точностью деталей. Однако работает такое устройство очень медленно.
Типы техники
Кроме того, что все устройства используют различные материалы для своей работы, применяют они и различные технологии для печати.
FDM — технология
Это самые недорогие и широко используемые устройства для объёмной печати. Принцип основан на послойном нанесении пластиковой нити. Обладают следующими плюсами:
- недорогая стоимость;
- будут оптимальным вариантом для ознакомления с технологией 3D — печати;
- просты в управлении и настройках.
К недостаткам относятся:
- не имеют закрытой камеры, что делает конструкцию не очень надёжной;
- открытая камера ограничивает виды пластика, с которым может работать изделие.
Метод SLA — печати
Такие устройства появились на рынке относительно недавно. Принцип работы основан на лазерной стереолитографии. В качестве материала применяется смола, которая затвердевает под воздействием света.
Плюсами являются:
- высокое качество готового изделия;
- очень точное воспроизведение малейших деталей.
Недостатки:
- медленный процесс работы;
- небольшое количество цветов, с которым работает печатное устройство;
- высокая стоимость изделия.
Polyjet
Для работы используются фотополимеры, которые небольшими дозами наносятся на поверхность 3D — принтера, после чего под воздействием ультрафиолета полимеризуются.
Достоинства:
- быстрый процесс печати;
- могут использоваться различные материалы;
- материал наносится тонким слоем, что обеспечивает высокую точность.
Минусы:
- используемый фотополимер является дорогостоящим материалом, при этом довольно хрупким.
LENS
Является порошковым вариантом 3D — принтера. Порошок наносится на поверхность девайса, после чего обрабатывается лазером. Под воздействием его лучей материал запекается.
Плюсы:
- может печатать детали из стали и титана, поэтому LENS — принтеры широко применяются в промышленности;
- используемые материалы допускается смешивать, благодаря этому можно моментально получать необходимые сплавы.
Минусы:
- узкое применение.
LOM
Для работы применяются уже готовые ламинированные листы. С помощью лазера на них вырезается необходимый объект, а сами листы склеиваются.
Достоинства:
- готовые изделия имеют очень низкую стоимость, поскольку используемые материалы недорогие и легкодоступные.
Недостатки:
- невысокая точность готовых объектов;
- большое количество отходов.
SLS
В качестве материала используется порошок. Он наносится специальным валиком на участки, которые были заданы программой. Процедура повторяется до тех пор, пока не получится нужный объект. После завершения работы, готовую модель извлекают и помещают в кабинку для удаления остатков порошка. Далее, модель покрывается клеем.
Плюсом такого варианта является практически безотходное производство.
3DP
Это порошковый тип 3D — принтера. Материал покрывается слоем клея, который склеивает гранулы порошка. Процедура повторяется необходимое количество раз.
Достоинства:
- в клей можно добавлять различные красящие пигменты, что позволяет распечатывать цветные модели;
- недорогое производство;
- может использоваться любое порошкообразное вещество;
- с помощью такого девайса можно печатать съедобные объекты.
Минусы:
- низкое качество готового объекта;
- требуется дополнительная обработка, запекание, для придания нужных свойств.
Новая технология печати объёмных моделей привлекает большое количество людей. 3D — принтеры достаточно легки в освоении и подойдут даже тем, кто не имеет соответствующего опыта работы.
При выборе наиболее подходящего устройства, следует учитывать то, для чего девайс будет использоваться. Для новичка подойдёт недорогое изделие с минимумом функций. Тогда как для дизайнера — девайс, оснащённый несколькими печатными головками.
setafi.com
где используют и как применяют
Профессиональный 3Д-принтер – это устройство для решения конкретных отраслевых задач. Чем отличаются профессиональные 3д принтеры от обычных? Это оборудование отличается повышенной точностью, производительностью и возможностями. Стоимость таких устройств на порядок выше, чем домашней аппаратуры.
Используются такие устройства в профессиональной деятельности людей, и в зависимости от этого различают 3D-принтеры:
- стоматологические;
- ювелирные;
- медицинские;
- кулинарные;
- промышленные;
- строительные;
- для архитекторов и дизайнеров и др.
Виды промышленных 3Д принтеров тоже впечатляют, так как они могут использоваться для создания рабочих деталей или мастер-моделей, прототипов.
Виды профессиональных 3Д принтеров
Какие бывают профессиональные 3д-принтеры? Помимо определенной профессиональной направленности 3Д-принтеры отличаются по технологии и материалам, используемым для печати:
- всевозможные пластики (PLA, ABS, PETG, Nylon)
- фотополимерные смолы;
- гипс и прочие композиты;
- порошковые металлы;
- воск;
- сахар, шоколад, тесто и др.
В качестве технологий печати выступают: FDM, ламинирование, лазерное спекание (сваривание), стереолитография, фотополимерная печать (под действием УФ или лазера смола полимеризуется и твердеет) и т.д. Принтеры 3d порошкового типа послойно наносят клеевой состав на гипс или композит.
Где используются 3Д-принтеры вышеназванного типа? При помощи 3D-печати могут быть изготовлены протезы, каппы и прочие стоматологические изделия, украшения или их протипы, мастер-модели, дизайнерские изделия, макеты зданий и сооружений и многое другое.
Данный тип устройств работает вкупе с специализированными программами, в которых осуществляется 3D-моделирование.
Преимущества профессиональных 3d-принтеров
Достоинств у 3D-принтеров масса. Но есть, ключевые, которые отличают их от иного подобного оборудования и традиционного профессионального подхода. Среди них: точность, высокопроизводительность, высокое разрешение печати. Кроме того снижается себестоимость готового продукта, а специалист качественно решает даже самые сложные задачи в короткие сроки.
Использование подобного оборудования в своей деятельности показывает, насколько современным является бизнес, насколько специалист движется в ногу со временем и использует все возможности технологий.
3d-m.ru
Кинематика 3D принтеров. Виды и особенности. Делаем свой выбор.
Кинематика 3D принтеров. Виды и особенности. Делаем свой выбор.
Кинематика. Понятие из физики, которое имеет множество значений. Если обратиться к Википедии, то мы найдем не одно объяснение этого слова.
Это прежде всего движение идеализированных тел, без рассмотрения причин самого движения.
Любой 3D принтер имеет свою кинематическую схему работы. Мы знаем, что каждый принтер имеет платформу и экструдер, которые движутся относительно друг друга. Они производят механическое движение – то есть, меняют свое положение в пространстве и времени.
Кинематика в 3D принтере – это схема согласно которой движутся экструдер и платформа.
В мире существует четыре типа кинематических схем 3D принтеров. Все мы их сейчас рассмотрим и выберем для себя те схемы, которые заслуживают самого большого внимания.
Первая схема – это самая нераспространенная схема – схема Дельта-принтеров.
Суть ее в том, что рабочий стол всегда остается неподвижным, а движется только экструдер. Данные принтеры не достигли каких-то определенных успехов. Возможно потому, что требуют специальной установки и настройки, а так же специфического программного обеспечения.
Дельта-принтеры имеют высокий каркас для свободного хода длинных рычагов, которые смоделированы в данных моделях. И вместе с тем – не большую область печати.
Конечно же Дельта- принтеры имеют и плюсы в своей работе. Это скорость и точность печати.
Вторая схема так же не очень популярна в современном мире. Схема ее работы такова, что экструдер движется по оси Х, а платформа по Y и Z.
Единственным успешным представителем, имеющим такую кинематическую схему, является принтер UP от компании PP3DP. Это принтер, который очень качественно печатает 3D объекты и в тоже время обладает заоблачной ценой, сравнительно с китайскими версиями 3D принтеров.
Третья схема является одной из самых популярных схем 3D кинематики. Экструдер в данной схеме движется по осям X и Z, а платформа по оси Y.
В нашем магазине можно найти ярких представителей этой схемы работы:
3D принтер Prusa NextGen
3D принтер Prusa i3UA Pro
3D принтер Prusa i3UA Lite
3D принтер RepRap Hanbot Prusa I3
Ранее к платформе крепились треугольные элементы, которые в совокупности с общей системой делали принтер неустойчивым и шатким, а это влияло на качество печати. Со временем разработчики пересмотрели несущую раму и сделали ее более жесткой за счет электронных компонентов.
С каждым годом 3D принтеры с данной кинематической схемой развиваются все активнее и активнее. Так что будем ждать новых моделей выполненных в этой схеме.
И напоследок мы оставили самую массовую схему 3D мира.
Четвертая схема – экструдер движется по оси X и Y, платформа – по оси Z.
Самым ярким представителем данной схемы является всеми любимый Makerbot. При этом разработчики не остановились на одном принтере, а пошли намного дальше, с каждым годом выпуская принтера разработанные на основе Makerbot.
В нашем магазине можно найти таких представителей этой схемы:
3D Принтер MAKERBOT REPLICATOR 2
3D принтер Ultimaker 2 MakerPi edition
3D принтер Ultimaker 2 MakerPi-Х
3D принтер Ultimaker 2 Maxi edition
Эти принтеры отличаются устойчивым корпусом, хорошим качеством печати и главное по скорости печати эти принтеры могут посоревноваться с любыми другими и вполне вероятно выиграть.
Вывод: Рассмотрев все 4 схемы кинематики 3D принтеров, мы для себя решили выделить третью и четвертую схемы, поскольку именно они обладают максимальной точностью и качеством печати. Эти принтеры все время усовершенствуются и дорабатываются, с ними приятно и легко работать.
Покупая принтеры данных схем вы будете только в выигрыше.
3dprinter.ua