Хотя 3D печать является широко известным способом аддитивного производства, это не единственная технология. EWI, некоммерческая организация, ранее известная как Институт сварки Эдисона, делит аддитивное производство на семь различных процессов, ни один из которых не называется просто 3D печатью. Литье под давлением и термоформование также являются формами аддитивного производства в том смысле, что они добавляют, а не убирают материал.

Независимо от того, какие формы производства мы будем рассматривать, все аддитивные процессы (включая 3D печать) по своей сути отличаются от тех, которые удаляют материал для производства детали. Примеры субтрактивного производства включают механическую обработку, фрезерование, токарную обработку, лазерную резку и гидроабразивную резку. Несмотря на различия между ними, ни одна из этих отдельных технологий изготовления не строит детали послойно. Вместо этого они удаляют материал из предварительно сформированной детали (блок, стержень, лист). Различия между 3D печатью и другими способами производства заключаются не только в разных методах создания изделия. Итак, как работают различные технологии 3D печати и что еще отличает 3D печать от других технологий производства?

3D печать названа так потому, что в ней используются методы, аналогичные технологиям традиционных струйных принтеров, но для создания трехмерных деталей. Первым шагом в любом процессе 3D печати является моделирование с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР). 3D модели могут иметь разный уровень детализации, включая мелкие детали, которые традиционные формы производства либо не могут воссоздать, либо это трудно достижимо.

После того, как 3D модель создана, ее необходимо разрезать на отдельные слои, каждый из которых содержит значения с инструкциями для 3D принтера. Каждый слой представляет собой файл .STL, но сам путь к инструменту находится в .gcode. Большинство программ САПР могут выводить файлы .STL, которые описывают геометрию поверхности с использованием треугольников и трехмерной декартовой системы координат. Во время 3D печати отдельные горизонтальные слои строятся один поверх другого для создания конечного объекта. Механизмы печати различаются, но вот основные технологии 3D печати:

• Стереолитография (SLA) использует лазер для фотополимеризации жидкой смолы.

• Цифровая обработка света (DLP) аналогична SLA, но использует проецируемый источник света.

• При селективном лазерном спекании (SLS) для спекания порошка используется лазер.

• Многоструйная сварка (MJF) — это порошковый процесс, не требующий использования лазера.

• PolyJet изготавливает детали путем распыления капель фотополимера на печатную платформу и его последующее затвердевание.

• При прямом лазерном спекании металла (DMLS) используется источник тепла и слой металлического порошка.

• Электронно-лучевая плавка (EBM) использует пучок электронов высокой энергии для плавления порошкообразного металла.

• Моделирование послойным наплавлением (FDM) позволяет выдавливать непрерывную нить термопластичного материала.

Как видите, некоторые из этих технологий предназначены только для пластмасс, а некоторые — только для металлов. Существуют варианты технологии для специализированного применения. Например, проекционная микростереолитография (PμSL) — это форма SLA, в которой используется вспышка ультрафиолетового (УФ) света для быстрой фотополимеризации всего слоя смолы. 3D принтеры PµSL от Boston Micro Fabrication (BMF) поддерживают непрерывное воздействие для более быстрой обработки и могут производить микроразмерные детали с высокой точностью и разрешением.

Как мы писали выше, разница между 3D печатью и другими технологиями производства заключается не только в аддитивном и субтрактивном производстве. Но речь идет не об использовании программного обеспечения САПР, 3D моделировании или цифровом производстве. Во многих других методах производства используются формы автоматизированного производства (CAM), и такие различия, как традиционное и современное производство, слишком упрощены. Сегодня хорошо зарекомендовавшие себя технологии производства, такие как формование и механическая обработка, могут быть весьма сложными.

В конечном счете, разница между 3D печатью и другими методами производства заключается в большей свободе проектирования: от оптимизации толщины и топологии до формирования внутренних решеток. Эта форма аддитивного производства также позволяет проектировать цельные детали вместо изделий, требующих множества компонентов и крепежных деталей.

Также можно провести сравнение 3D печати с другими отдельными производственными процессами. Например, 3D печать — не единственный производственный процесс, не требующий инструментов, и не единственный вариант мелкосерийного производства. Гидроабразивная резка также устраняет необходимость в инструментах, а уретановое литье с использованием силиконовых форм также можно использовать для производства небольших объемов деталей. Однако, поскольку это процесс без инструментов, 3D печать исключает затраты и время ожидания, связанные с формами и инструментами.

Важно отметить, что разница между 3D печатью и другими технологиями производства заключается не в прототипировании и производстве. Хотя 3D печать особенно полезна для прототипирования, некоторые напечатанные объекты можно использовать в качестве функциональных деталей для конечного использования. Последующая обработка по-прежнему может потребоваться, но обработка поверхности типична для многих видов производства, особенно механической обработки. Точно так же, как не все станки с ЧПУ могут обрабатывать мелкие детали, не все 3D принтеры могут производить детали в микромасштабе.

Наконец, 3D печать отличается от других технологий производства с точки зрения материалов. Например, хотя в 3D принтерах можно использовать те же полимеры, что и при литье под давлением, эти материалы для не имеют идентичных свойств. Тем не менее, технология 3D печати также позволяет использовать биосовместимые смолы и керамику — материалы, которые не может обрабатывать большинство других видов оборудования.

Технология 3D печати - не единственный метод аддитивного производства. Тем не менее 3D печать предлагает широкие возможности для разных отраслей, в том числе возможность использовать уникальные материалы.

В DigitalCraft3D мы помогаем производить детали на 3D принтерах из разных материалов. Узнайте о преимуществах технологий аддитивного производства для вашего бизнеса у менеджера DC3D!