Porovnanie technológií 3D tlače

  • 10. februára 2021

Výber technológie 3D tlače na vytlačenie prototypu, skúšobnej verzie, alebo akéhokoľvek objektu bude závisieť od toho, čo sa od objektu očakáva. Každá technológia má svoj vlastný súbor silných a slabých stránok a bude definovať vlastnosti tlačeného objektu. V tomto článku sa bližšie pozrieme na štyri najpoužívanejšie typy technológií 3D tlače: Fused Deposition Modeling (FDM), Stereolithography (SLA), Selective Laser Sintering (SLS) a Multi Jet Fusion (MJF).

 

Fused Deposition Modeling (FDM)

 

Fused deposition modeling (FDM) je technológia 3D tlače založená na extrúzii. Stavebné materiály používané v FDM sú termoplastické polyméry a prichádzajú vo forme vlákna. V FDM sa súčiastka vyrába selektívnym ukladaním roztaveného materiálu vrstvu po vrstve v dráhe definovanej modelom CAD. Vďaka svojej vysokej presnosti, nízkej cene a veľkému výberu materiálov je FDM jednou z najpoužívanejších technológií 3D tlače na celom svete.

 

Materiály pre FDM technológiu tlače

Medzi najpoužívanejšie tuhé plasty, ktoré nexus3dprint používa patria:
PLA, ABS, PETG, ASA, TPU, Nylon, PC, PA CF /polyamid s prímesou karbónu/, PEEK, PEEK CF

 

Stereolithography (SLA)

 

Stereolitografia bola jednou z prvých aditívnych výrobných technológií, ktoré boli teoretizované a patentované v 80. rokoch. Koncept, ktorý je za tým, aj keď dnes existuje veľa variácií, je pomerne jednoduchý: laserový lúč v blízkosti UV je zaostrený a rýchlo nakreslí 2D rez objektu na tenkú vrstvu tekutej fotopolymérovej živice. Polymér fotocitlivej živice potom reaguje a tuhne a vytvára jedinú 2D vrstvu objektu. V závislosti od toho, či laser prichádza zospodu, alebo zhora, sa objekt zdvihne o jednu hĺbku, kým je stále v kontakte so živicou, alebo sa na objekt nanesie nová vrstva živice. Potom sa proces opakuje pre každú novú vrstvu objektu, kým sa 3D tlačený objekt nedokončí. Posledným krokom je očistenie hotového predmetu nasiaknutého živicou a odstránenie prípadných podporných konštrukcií.

 

Materiály pre SLA technológiu tlače

Medzi najpoužívanejšie fotopolymérové živice, ktoré nexus3dprint používa patria:

ABS like resin, Clear resin, Tough resin, High temp resin

 

Selective Laser Sintering (SLS)

 

3D tlačiareň SLS využíva ako zdroj energie laser, ktorý selektívne taví práškový plastový materiál a spája ho do komplexného objektu. Táto technológia je súčasťou Laser Powder Bed Fusion (LPBF), jednej z najpokročilejších a najspoľahlivejších technológií v oblasti 3D tlače aditívnej výroby.
Pomocou 3D údajov z modelu CAD laser roztaví plastový materiál presne na vopred určených miestach v práškovom lôžku. Po dokončení procesu tavenia sa stavebná plošina spustí a pridá sa nová vrstva prášku. Tento proces sa opakuje vrstvu po vrstve, kým nie je diel dokončený.
Selektívne laserové spekanie je veľmi obľúbené v oblasti 3D tlače plastov kvôli svojim podstatným výhodám, ako je sloboda dizajnu, vysoká produktivita a nízke náklady na diel. Na rozdiel od niektorých iných 3D tlačových technológií, ako je SLA, alebo FDM, SLS technológia nevyžaduje žiadne nosné konštrukcie. To umožňuje vytváranie veľmi zložitých vzorov.

 

Materiály pre SLS technológiu tlače

Medzi najpoužívanejšie materiály, ktoré nexus3dprint používa patria:

PA12, PA11, PA12 GB

 

Multi Jet Fusion (MJF)

 

Proces 3D tlače Multi Jet Fusion pozostáva z nasledujúcich krokov. Hlava tlačiarne položí tenkú vrstvu práškového materiálu na základňu. Atramentová hlava sa pohybuje po vrstve prášku a nanáša na ňu dva rôzne typy tekutých činidiel: fixačný a detailovací. Ohrievacia jednotka sa pohybuje cez práškové lôžko. Kdekoľvek bol pridaný fixačný prostriedok, vrstva pod ním sa roztaví a vytvorí tvar, zatiaľ čo oblasti s detailovacím prostriedkom zostávajú ako sypký prášok bez roztavenia. Detailing agent sa používa na definovanie presných hraníc dielu pre rozmerovú presnosť. Prášok je vyčistený, čím zanecháva vytlačený diel požadovanú geometriu. Tento sypký prášok eliminuje potrebu nosných štruktúr, pretože spodné vrstvy podopierajú tie vytlačené nad nimi (podobne ako pri SLS technológií). Na dokončenie procesu tlače sa celé práškové lôžko a vytlačené časti v ňom presunú do samostatnej spracovateľskej stanice. Tu sa väčšina uvoľneného neroztaveného prášku vysáva, čo umožňuje jeho opätovné použitie namiesto vytvárania prebytočného odpadu.
Multi Jet Fusion (MJF) je jednou z najčastejšie používaných technológií 3D tlače, ktoré sú vysoko presné a odolné. V porovnaní s technológiou SLS, sú výtlačky MJF v mierke nákladovo efektívnejšie. Diely tlačené pomocou MJF sú vo veľkej miere používané pre prototypy, ako aj pre finálne diely.

 

Materiály pre MJF technológiu tlače

Medzi najpoužívanejšie materiály, ktoré nexus3dprint používa patria:

PA12, PA11, PA12 GB, PP

 

Zdroj: HP, EOS, BCN3D, Formlabs