Современные технологии серьёзно потеснили традиционные способы промышленного производства – литье, сварку, станочную обработку. Все прежние технологии основаны на удалении с заготовки лишнего материала, требуют материальных и финансовых затрат на изготовление инструмента или оснастки.
Особенности печати, этапы работы 3D принтера
Сущность процесса объясняет термин «аддитивное производство». Это значит, что в отличие от традиционных технологий, в процессе 3D печати новые порции материала формируют изделия. Изготовление невозможно осуществить без использования компьютерных программ, необходимо предварительное построение цифровой модели.
С каждым днём количество технологий 3D печати увеличивается, можно их классифицировать по способу нанесения материала:
- Экструзионная печать (FDM) заключается в послойном формировании изделия путем выдавливания материала, термопластика или композита.
- При применении порошкового материала используют технологии спекания, склеивания, плавки. Порошок (измельчённый металл, пластик, древесина) склеивают с помощью специальных составов. Лазерные 3D принтеры позволяют изготавливать металлические изделия. Процесс происходит без участия кислорода, необходимо наличие вакуумных камер или вытеснения воздуха инертным газом.
- Стереолитография (SLA) основана на способности фотополимерных смол затвердевать под действием излучения с определенной длиной волн, обычно ультрафиолета. Из жидкого фотополимера создаётся один слой цифровой модели, затвердевает под действием лазерного луча, затем платформа опускается на толщину очередного слоя. Процесс повторяется.
- Некоторые виды оборудования в процессе работы используют листовой материал – бумагу, пленку из пластика, металлическую фольгу. Происходит склеивание слоев, обрезание лазером по контуру. Это дешёвый способ 3D печати ввиду доступности и невысокой стоимости расходных материалов.
Самые популярные методы 3D-печати – послойное наплавление и лазерная стереолитография.
| Метод | Технология | Используемые материалы |
| Экструзионный | Послойное наплавления (FDM или FFF) | Термопластики (PLA, ABS, и другие) |
| Проволочный | Производство произвольных форм электронно-лучевой плавкой (EBFȝ) | Термопластики (PLA, ABS, и другие) |
| Порошковый | Прямое лазерное спекание металлов (DMLS) | Практически любые металлические сплавы |
| Электронно-лучевая плавка (EBM) | Практически любые металлические сплавы | |
| Выборочная лазерная плавка (SLM) | Титановые сплавы | |
| Выборочное тепловое спекание (SHS) | Титановые сплавы, кобальт-хромовые сплавы, нержавеющая сталь, алюминий | |
| Выборочное лазерное спекание (SLS) | Порошковые термопластики | |
| Струйный | Струйная трехмерная печать(3DP) | Термопластики, металлические порошки, керамические порошки |
| Ламинирование | Изготовление объектов методом ламинирования (LOM) | Бумага, металлическая фольга, пластиковая пленка |
| Полимеризация | Стереолитография (SLA) | Фотополимеры |
| Цифровая светодиодная проекция (DLP) | Фотополимеры |
Сфера применения
3D печать перестала быть дорогостоящей экзотикой, сейчас она широко используется в разных отраслях промышленности, медицины, рекламного бизнеса.
Основные сферы применения 3D печати:
- Архитектура – создание макетов сооружений, жилых комплексов, посёлков. Компьютерное моделирование позволяет создать макеты с инфраструктурой.
- Строительство – крупный 3D принтер способен послойно возводить стены из бетона, строителям останется оформить крышу, оконные дверные проемы, заняться внутренней отделка помещений.
- Мелкосерийное производство сувениров, предметов искусства, моделей разрабатываемых товаров.
- Медицина – изготовление имплантов для стоматологии и протезирования. Полученные методом 3D печати изделия гораздо точнее аналогов, изготовленных традиционными способами.
- Образование – наглядные пособия для учеников любого возраста, от дошкольного учреждения до университета.
С помощью 3D печати научились изготавливать одежду, обувь, ювелирные изделия, упаковку, игрушки и многое другое.