Komplexní průvodce technologiemi 3D tisku

3D tisk převratí naše životy, stejně jako kdysi automobily transformovaly dopravu a internet přetvářel šíření informací. Jste připraveni přijmout tuto změnu a porozumět technologii 3D tisku nyní?

Co je 3D tisk?

Nejprve pojďme pochopit, co je 3D tisk.

3D tisk můžete přirovnat k pečení dortu. Všechny ingredience smícháte dohromady a vrstvíte je na pečící plech. Jakmile materiál ztuhne, máte dort. Podobně 3D tisk tvoří pevný objekt přidáním materiálu vrstvu po vrstvě.

3D tisk, také známý jako aditivní výroba, používá digitální modelové soubory a tiskárnu k ukládání vrstev speciálních materiálů, jako je plast nebo práškový kov, a přímo vytváří složité tvary. Škála materiálů používaných při 3D tisku je široká, od plastů, keramiky, kovů až po biologické tkáně, které splňují různé potřeby.

Jaké typy technologií 3D tisku existují?

Takže, jaké typy 3D tiskových technologií existují?

Existuje mnoho typů 3D tiskových technologií, které lze kategorizovat na základě použitého materiálu a procesu. Patří mezi ně extruzní, pryskyřičný, práškový a tryskový 3D tisk:

1. 3D tisk založený na extruzi

Tyto metody používají materiál (obvykle termoplastické vlákno), který se ohřívá a vytlačuje tryskou. Materiál při ochlazení ztvrdne a vytváří 3D objekt. Nejtypičtější z nich je tisk modelování fused deposition (FDM).

● Fused Deposition Modeling (FDM): Jedná se o jednu z nejběžnějších technologií 3D tisku. Vytlačuje termoplastické vlákno, ohřívá ho do bodu tavení a vytlačuje ho vrstvu po vrstvě, aby vytvořil trojrozměrný objekt. Populární online videa 3D tištěných domů využívají technologie FDM. Tato technologie je široce používána pro výrobu prototypů, výrobu dílů a výrobu spotřebního zboží. LEGO například používá FDM k vytváření prototypů nových kostek.

V současné době je technologie 3D tisku FDM poměrně vyspělá a přesnost a rychlost tisku odpovídajících FDM tiskáren se neustále zlepšují. Vysoce přesná FDM 3D tiskárna HPRT F210 je toho skvělým příkladem.

Tato 3D tiskárna má celokovové integrované tělo a používá řemenice ve tvaru V pro plynulý a stabilní pohyb, nízkou hlučnost a odolnost proti opotřebení, což zajišťuje dlouhou životnost. Jeho topná deska využívá vysoce kvalitní mřížkové skleněné plošiny se silnou adhezí, což zabraňuje deformaci tištěného modelu a umožňuje rychlé ruční odstranění modelu.

3D tiskárna F210 má inteligentní ochranný systém, který podporuje pokračování vypnutí, eliminuje obavy z neočekávaných výpadků napájení během tiskového procesu, což šetří čas, materiály a klid duše. Dodává se také s displejem UI s uživatelsky přívětivým interaktivním designem, který usnadňuje nastavení obsluhy a průběh tisku jasný na první pohled, což umožňuje začátečníkům rychle začít.

3D tiskárna HPRT F210 je kompatibilní s celou řadou vláken, jako jsou PLA, TEPG a TPU. Tato tiskárna nabízí vysokou přesnost tisku až ±0,2mm a poskytuje výjimečnou kvalitu za skvělou hodnotu. Jako hobby 3D tiskárna je ideální pro vytváření personalizovaných řemesel. Existuje mnoho modelů 3D tiskáren k dispozici online ke stažení zdarma, jednoduše postupujte podle průvodce pro import modelu do vašeho počítače a 3D tiskárna F210 může tisknout práci vaší fantazie.

2. 3D tisk pryskyřice

Tyto tiskové technologie především používají fotocitlivou pryskyřici jako materiál. Když je fotocitlivá pryskyřice vystavena určitému typu světla (obvykle ultrafialovému světle), prochází tvrdnou reakcí. Tímto způsobem může být pryskyřice stohována a ztuhnuta vrstva po vrstvě pro výrobu pevných položek. Mezi běžné typy patří technologie 3D tisku stereolitografie (SLA) a displej tekutých krystalů (LCD).

● Stereolithografie (SLA): SLA je nejstarší technologie 3D tisku. Využívá hlavně charakteristiky kapalné fotocitlivé pryskyřice k rychlému ztuhnutí při ozáření ultrafialového laserového paprsku. Pod kontrolou počítače laserový paprsek skenuje povrch kapaliny, což způsobuje, že naskenovaná oblast pryskyřice ztuhne a vytvoří tenkou vrstvu pryskyřice. Opakováním tohoto procesu vzniká celý produkt.

Technologie SLA se používá především k výrobě různých forem a modelů. Může být také použit pro přesné lití přidáním dalších komponent do surovin. Obrobek po tisku potřebuje následné zpracování, jako je silné ozáření světla, galvanické pokovování, lakování nebo barvení, aby získal konečný produkt. Tiskové výrobky SLA mají vysokou přesnost a dobré efekty povrchové úpravy, což je velmi vhodné pro výrobu jemných modelů, jako jsou zubní modely a šperky.

● 3D tisk displeje s kapalným křišťálem (LCD): Jedná se o vznikající technologie 3D tisku. Jako zdroj světla používá panel s tekutým krystalem. Ovládáním pixelových spínačů na panelu kapalných krystalů je světlo UV zdroje světla promítnuto na fotocitlivou pryskyřici v přednastaveném tvaru, což způsobuje, že ztuhne a vytvoří model. Technologie LCD 3D tisku je populární pro svou vysokou účinnost a nízké náklady a je široce používána v průmyslových odvětvích, jako je stomatologie, šperky a výroba hraček.

3. Práškový 3D tisk

Tyto metody používají práškové materiály, selektivně tavené nebo spojené dohromady. Mezi hlavní tiskové technologie v současné době patří selektivní laserové sintrování (SLS), selektivní laserové tavení (SLM) a práškové lůžko fúze (3DP).

● Selektivní laserové sintrování (SLS): SLS používá laser ke spékání práškového materiálu a kombinuje ho k vytvoření pevné struktury. Často se používá s nylonem a může vyrábět díly s vysokou pevností a složitými geometrickými tvary. SLS se běžně používá v leteckém a automobilovém průmyslu k výrobě funkčních dílů. BMW například využívá technologii 3D tisku SLS k výrobě dílů pro své automobily.

● Selektivní laserové tavení (SLM): Tato technologie 3D tisku se používá hlavně pro kovové práškové materiály. Jeho pracovní princip spočívá v použití vysokoenergetického laserového paprsku ke skenování práškového lůžka, tavení kovového prášku vrstvu po vrstvě podle průřezových dat CAD modelu, vytvoření pevného trojrozměrného objektu. Tato metoda může vyrábět díly se složitými geometrickými tvary a vnitřními strukturami, vhodné pro různá průmyslová odvětví, jako je letectví, automobilový průmysl, lékařství a výroba.

Ve srovnání s jinými technologiemi 3D tisku prášku může SLM vytvářet díly s vyšší hustotou a vynikajícími mechanickými vlastnostmi, což je velmi užitečné pro aplikace vyžadující vysokou pevnost a trvanlivost. Nicméně vzhledem k vysoce energetickým laserům zapojeným do procesu tisku SLM jsou náklady na zařízení, provozní obtíže a otázky bezpečnosti relativně významné.

● Powder Bed Fusion (3DP): 3DP je technologie 3D tisku, která využívá práškové lůžko a pojivo. Na práškové lůžko postříká pojivo, které spojuje částice prášku a vytvoří pevnou vrstvu. Poté se přidá nová vrstva prášku a tento proces se opakuje, dokud není tisk dokončen. Technologie 3DP je široce používána v architektuře, umění a biomedicíně díky své schopnosti tisknout díly se složitými vnitřními strukturami.

V současné době došlo k určitému průlomu ve 3D tisku tryskání pojivek z hliníkové slitiny. V budoucnu se očekává, že tato technologie bude použita pro 3D tisk dílů pro elektromobily, elektrická letadla apod.

4. Jetting 3D tisk

Tyto metody realizují především tisk vytryskáním tuhých kapiček materiálu z tiskové hlavy. Mezi hlavní technologie patří 3D tisk PolyJet, ColorJet tisk (CJP), MultiJet tisk (MJP) a Multi Jet Fusion (MJF).

● PolyJet 3D tisk: Technologie PolyJet je podobná inkoustovým tiskárnám dokumentů, které postřikují vrstvy tekutých fotopolymerů na stavební zásobník, které jsou pak okamžitě vytvrzeny ultrafialovým světlem a pomalu se hromadí vrstva po vrstvě, dokud není vytvořen kompletní 3D model. Tato metoda se často používá k vytváření detailních prototypů, forem a dokonce i vícebarevných modelů. V současné době některé obuvnické společnosti využívají 3D tisk PolyJet k vytváření detailních a realistických prototypů obuvi.

● ColorJet tisk (CJP) a MultiJet tisk (MJP): CJP a MJP jsou dvě metody 3D tisku, které využívají technologii tryskání. CJP používá práškové lůžko a barevné pojivo, které umožňuje tisk plnobarevných dílů. MJP může stříkat více materiálů současně a vytvářet kompozitní díly s různými fyzikálními vlastnostmi. Obě technologie jsou oblíbené svou vysokou přesností a dobrou kvalitou povrchu a jsou široce používány při výrobě prototypů, vzdělávání a umělecké tvorbě.

● Multi Jet Fusion (MJF): MJF vyvinutý společností HP používá jemnozrnný prášek a kombinuje ho s pojivem. Poté se aplikuje detailní prostředek, který v kombinaci s teplem ztuhne díl. MJF je známý svou rychlostí a schopností výroby složitých geometrických dílů a často se používá v automobilovém a spotřebním zboží. BMW například využívá MJF k výrobě dílů pro své automobily.

Vývojový potenciál technologie 3D tisku je nekonečný. Ať už v medicíně, architektuře, vzdělávání nebo v oblasti umění a designu, 3D tisk otevírá nové možnosti. V tomto procesu výrobci 3D tiskáren, jako je HPRT, neustále inovují a odhodlají se vyvíjet efektivnější a přesnější 3D tiskové produkty, které splňují potřeby různých oborů. Máme všechny důvody se domnívat, že budoucnost 3D tisku bude ještě širší.