שבעת הסוגים העיקריים של טכנולוגיות הדפסת תלת מימד

הדפסת תלת מימד, המכונה גם ייצור תוספים, מכסה מספר תהליכים מובחנים . למרות שהם שונים, כולם חולקים את אותם שלבי מפתח . למשל, כל הדפסת התלת מימד מתחילה עם דגם דיגיטלי, מכיוון שהיא תוכנה טכנולוגית דיגיטלית {}}. קובץ לשכבות ליצירת הוראות נתיב למדפסת התלת מימד לעקוב אחר .

למה שבעה סוגים?

ניתן לסווג ייצור תוספים על סמך המוצרים שהם מייצרים או על החומרים שהוא משתמש בהם . ה- ISO סיווג אותו לשבעה סוגים כלליים. עם זאת, שבע קטגוריות אלה של הדפסת תלת מימד נאבקות גם כדי לכסות את המספר ההולך וגדל של סוגי המשנה הטכניים וטכנולוגיות היברידיות .}

הדפסת תלת מימד של שחול חומרים

שחול חומרי עומד בשמו: חומרים נדחפים דרך זרבובית . בדרך כלל, החומר הוא נימה פלסטיק, שנמס ומוחצן דרך זרבובית מחוממת ., המתאר מפקיד את החומר על המוצק של המוצק המוצב את המוצק {}}} של הדפסת תלת מימד . למרות שזה נשמע פשוט, בהתחשב במגוון החומרים שניתן להחלפה, כולל פלסטיקה, מתכות, בטון, ג'לים ביו ומזונות שונים, זהו למעשה קטגוריה רחבה מאוד {{6} d מדפסות מסוג זה במחיר של 100 $ עד עשרות אלפי דולרים {}}}}}}

 תת -סוגים של שחול חומרים: דוגמנות להפקדה התמזגה (FDM), הדפסת תלת מימד לבנייה, הדפסת מיקרו 3D, הדפסת ביו 3D .
 חומרים: פלסטיקה, מתכות, מזונות, בטון וכו '.
 דיוק ממדי: ± 0 . 5% (גבול נמוך יותר ± 0.5 מ"מ).
 יישומים נפוצים: אבות -טיפוס, מארזים חשמליים, בדיקות צורה ומתאימות, ג'יגים וגופי, דפוסים ליציקה, מבנים וכו '{0}}
 יתרונות: שיטת הדפסת התלת מימד בעלות הנמוכה ביותר עם מגוון רחב של חומרים .
 חסרונות: בדרך כלל ביצועים חומרים נמוכים יותר (חוזק, עמידות וכו '.) ובדרך כלל דיוק ממדי נמוך יותר .

1. דוגמנות להפקדה התמזגה (FDM)
 

ניתן ליצור חלקי FDM על מדפסות תלת מימד שונות באמצעות מתכות או פלסטיקה

יש שוק רב מיליארד דולר עבור מדפסות תלת מימד של FDM, עם אלפי מכונות שנעו בין דגמים תעשייתיים בסיסיים למורכבים . מכונות FDM נקראות גם ייצור נימה התמזג (FFF), שהיא בדיוק אותה טכנולוגיה {}} כמו כל טכנולוגיות הדפסת תלת מימד, FDM מתחילה עם דגם דיגיטלי, מה שמאז נכרת לנתונים 3 לנתונים 3 לנתונים לדיגיטל לדיגיטל, מה שנמצא אז עקוב אחר . ב- FDM, אתה טוען סליל של נימה (או כמה בבת אחת) למדפסת התלת -ממדית, שמאכילה אותו לזרבוב המכבש של המדפסת . המדפסת מחממת את הזרע או לחרירים לטמפרטורה הנדרשת כדי לרכך את הנימה, ומאפשרת שכבות רצופות לקשירת קשר ומוצב {}}}}}}}}}} {}} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {{{{

כאשר המדפסת מזיזת את המכבש לאורך תיאום מישור ה- XY המיועד, היא מניחה את השכבה הראשונה . המכבש ואז עולה לגובה הבא (מטוס z), חוזר על שכבת התהליך בשכבה עד שהאובייקט נוצר במלואו {}} תלוי בגיאומטריה של האובייקט, יתכן שהאובייקט נוצר {}}}} חומרים הניתנים לפירוק במים או פתרונות אחרים .

מדפסות תלת מימד FDM מציעות מגוון רחב של מכונות לתחביבים, עסקים קטנים ויצרנים (מקורות: Creality, Raise3d, Stratasys) .

2. 3 D ביו -הדפסה

הדפסת ביו תלת מימדית דומה להדפסת תלת מימד מסורתית, אך החומרים המשמשים שונים באופן משמעותי .

הדפסת ביולוגי תלת מימדית, או הדפסת תלת מימד ביו, היא תהליך ייצור תוספים המשלב חומרים אורגניים או ביולוגיים, כמו תאים חיים וחומרים מזינים, ליצירת רקמות תלת מימדיות טבעיות כמו מבנים . זה יכול לייצר כל דבר, מהמשחקים הרפואיים, ורקמות, ורקמות, עד לרקמות, ורקמות, עד לרקמות, inducations, and and and and and guteente, and Appletions, and Appleting, and Summentions, and Appletions, and Appletions, antices glase, טיפולי רפואה . ההגדרה בפועל של הדפסת ביולוגית תלת מימדית עדיין מתפתחת . בעיקרון, היא פועלת באופן דומה להדפסת FDM 3D ונופלת תחת קטגוריית שחול החומרים (אם כי שחול אינו שיטת הביו -הדפסה היחידה) {}}

בהדפסת ביולוגית תלת מימדית, החומר (ביו דיו) מוחצן ממחט ליצירת שכבות הדפסה . דיו ביו מורכבים בעיקר מחומרים חיים, כמו תאים בתוך חומר נשאים., למשל, קולגן, ג'לטין, חומצה היאלורונית, משי, משי, או ננו -קילוזית, מוטלוסית למבנה, למבנה של ננץ ', למבנה של ננץ', למבנה, אילנץ '. תמיכה ב .

3. הדפסת תלת מימד לבנייה

הדפסת תלת מימד בנייה

הדפסת תלת מימד בבנייה היא תחום משנה שגדל במהירות של שחול חומרים . הטכניקה כוללת שימוש במדפסות תלת מימד גדולות (בדרך כלל עד עשרות מטרים) כדי להחליף חומרי בניין כמו בטון מתוך זרבובית . מבנה, נעשה שימוש במכונות מבנה, נעשה שימוש במכונות אדריכלות, נעשה שימוש במכונות אדריכלות, החל מבארות מים לקירות . כמה חוקרים אומרים כי הדבר יכול לשנות משמעותית את ענף הבנייה על ידי הפחתת צרכי העבודה ופסולת הבנייה .

ישנם עשרות בתים מודפסים תלת -ממדיים בארצות הברית ובאירופה . פיתוח טכנולוגיית בנייה תלת -ממדית מתבצעת לשימוש בחומרים שנמצאים על הירח ובמאדים לבניית בתי גידול עבור משלחות עתידיות {}}} הדפסה עם אדמה מקומית כשיטת בנייה בת קיימא יותר, מושכת גם תשומת לב .}.

Resinbased 3D printing, or photopolymerization, uses light to selectively cure liquid resin. After each layer is cured, the build platform shifts slightly (0.01 0.05 mm), and the process repeats until the object is complete. The object is then cleaned and postcured to enhance its mechanical properties.

צורות נפוצות בתהליך זה כוללות סטריאוליתוגרפיה (SLA), עיבוד אור דיגיטלי (DLP) ותצוגת גביש נוזלי (LCD)/SLA רעול פנים (MSLA) . ההבדלים העיקריים בין טכנולוגיות אלה שוכנות במקורות האור שלהם ושיטות ריפוי {}}}

פילמור דלי משתמש באור כדי להקשות על שכבת שרף רגיש לאור לפי שכבה .

כמה יצרני מדפסת תלת מימדית, ובמיוחד אלה שעושים מכונות בדרגה מקצועית, פיתחו גרסאות פוטו -פולימר ייחודיות ומוגנות כפטנט . מכאן, טכנולוגיות שונות בשם נראות בשוק {}}} פחמן, יצרנית תלת מימד תעשייתית. Photopolymerization (P3), Formlabs offers Low Force Stereolithography (LFS), and Azul 3D first commercialized vat photopolymerization in the form of High Area Rapid Printing (HARP). The market also has Lithography based Metal Manufacturing (LMM), Projection Micro Stereolithography (PμSL), and Digital Composite Manufacturing (DCM), which introduces functional תוספים לשרף נוזלי .

סוגים של טכנולוגיות הדפסת תלת מימד: סטריאוליתוגרפיה (SLA), תצוגת גביש נוזלי (LCD), עיבוד אור דיגיטלי (DLP), מיקרו סטריאוליתוגרפיה (μSLA) וכו '{}}}
חומרים: פוטופולימרים (הניתנים לצורך יצוק, שקוף, תעשייתי, ביו -תואם וכו '.)
דיוק ממדי: ± 0.5% (גבול נמוך יותר של ± 0.15 מ"מ או 5nm עם μSLA)
יישומים נפוצים: חילופי אבות -טיפוס ושימוש בקצה, תכשיטים, רפואת שיניים, מוצרי צריכה
יתרונות: משטחים חלקים, פרטים עדינים

1 סטריאוליתוגרפיה (SLA)

דוגמאות סטריאוליתוגרפיה (SLA) ממערכות תלת מימד, DWS ו- FormLabs .

סטריאוליתוגרפיה (SLA), טכנולוגיית הדפסת התלת מימד הראשונה בעולם, הומצאה על ידי צ'אק הול ב- 1986. הוא פטנט אותה והגדיר מערכות תלת מימד כדי למסחור אותו . עכשיו, הוא משמש על ידי חובבים ומקצוענים באמצעות יצרני מדפסת תלת מימד רבים {}}}

SLA משתמשת בלייזר כדי לחזק שכבות שרף . מרבית מדפסות ה- SLA משתמשות בלייזרים של מצב מוצק . בהשוואה ל- DLP, לייזר הנקודה של SLA לוקח זמן רב יותר להתחקות אחר שכבות אובייקטים, בעוד ש- DLP מקשה על שכרות שלמות באופן מיידי עם פלאש . עם זאת, Slaing Clains gangens gangents gantensing ganters ganters gantens grase של Stronger, צריך .

מיקרו - סטריאוליתוגרפיה (μSLA)

זה יכול להדפיס רכיבים מיקרו -קנה מידה עם רזולוציות של 2 - 50 microns . להשוואה, שיער אנושי ממוצע 75 מיקרון ברוחב {}}} כ"מיקרו תלת מימד ", μ}}}} kensivens} kintens}}} kontins} kontins}}} kontens}} upins}} itens intens}} lisens intens kinsings intens kensings intens, ליצירת נקודות מוקד קטנות במיוחד .
 

NanoScribe ו- Microlight3D הם שני יצרנים מובילים של מדפסות תלת מימד של שני - פוטון (TPP) (מקורות: nanoscribe, microlight3d) .

שניים - פילמור פוטון (TPP)

2pp, הוא עוד מיקרו - 3 דפיסת דפסת D וצורה של SLA . באמצעות לייזרים פטוס -שניים פועמים המתמקדים במקום במע"מ של שרף מיוחד, TPP יכול להדפיס חלקים קטנים כמו 0 {}} 1 מיקרונים על ידי צמיחת שרשן זה במקום.} טלפס (} tpys (} tpys (} tpys (} tpets (6} tpers (} ppels (6} (} ppels (6} (} ppels (6} (} ppels (6}} (} ppels (6}} (3ds} {}. שכבת חלקים לפי שכבה . היא משמשת במחקר, יישומים רפואיים וייצור רכיבים מיקרו, כמו מיקרו - אלקטרודות וחיישנים אופטיים.
 

2 עיבוד אור דיגיטלי (DLP)

הדפסת תלת מימד של DLP משתמשת במקרן אור דיגיטלי כדי להבהב את התמונה של כל שכבה על השרף בפעם אחת (או פעמים רבות עבור חלקים גדולים יותר) . נפוץ יותר מ- SLA, DLP יעיל לייצור חלקים גדולים יותר באצווה יחידה, שכן כל זמן חשיפה של כל שכבה, הוא אחיד, ללא קשר למספר חלקים {{{}}} תמונה על שכבתי, שכבדה, צורה של שכבון, צורה של שכבון, צורה של תמונה, מהווה את התמונה, מה- Ispoed, אור voxels . אור מוקרן על השרף באמצעות מסכי LED או אורות UV, כאשר מכשיר מיקרומירור דיגיטלי (DMD) מכוון את האור על פני הבנייה .

מקרני DLP מודרניים משתמשים באלפי נוריות LED מיקרומטרות בגודל כמקורות אור, הנשלטים בנפרד כדי להגביר את רזולוציית ה- XY . מדפסות תלת מימד DLP משתנות באופן משמעותי על סמך כוח מקור קל, עדשות, איכות DMD ורכיבים אחרים, כאשר מחירים נעים בין $ 300 ל- $ 200, 000.

בהדפסת DLP "למעלה - למטה", מקור האור נמצא בחלקו העליון של המדפסת, זורח למטה על מע"מ השרף . מדפסות אלה מהבהבות תמונה מלמעלה, מרפאות שכבה ואז שקע את השכבה המורפלת בחזרה למצב של 3} היצרנים טוענים כי שיטה זו, שאינה נלחמת בכוח הכבידה, מייצרת תוצאות יציבות יותר עבור חלקים גדולים יותר . לעומת זאת, "תחתון - למעלה" מדפסות DLP יש יכולת משקל מוגבלת לתליית חלקים מהצלחת הבנייה {}}} השרף תומך בהדפס במהלך "מלמעלה - הדפסה", ומפחית את הצורך במבני תמיכה {}}}}}}}}}}} למעלה - DOWN "הדפסת" DORT "

הקרנת מיקרו - סטריאוליתוגרפיה (PμSL)
 

As a unique vat photopolymerization type, PμSL is a DLP subcategory and a micro - 3D - printing technology. It uses UV light from a projector to cure specially formulated resin layers. With 2 - micron resolution and 5 - micron - thick layers, this additive manufacturing הטכניקה מתפתחת בגלל העלות הנמוכה, הדיוק, המהירות והגמישות החומרית שלה (פולימרים, ביו -חומרים, קרמיקה) . היא מציגה פוטנציאל במיקרו -פלואידיקה, הנדסת רקמות, מיקרו - אופטיקה, ומיקרו ביו -רפואי יישומי מכשירים .}

ליטוגרפיה - ייצור מתכות מבוסס (LMM)

Another DLP - related technology, LMM creates tiny metal parts for surgical tools and micro - mechanical components. In LMM, metal powder is dispersed in photopolymer resin and selectively solidified via blue - light projector exposure. After printing, the polymer is removed, leaving a debinded, metallic part that's sintered in a furnace. Feedstock materials כלול נירוסטה, טיטניום, טונגסטן, פליז, נחושת, כסף וזהב .

חלק מודפס Micro - Metal 3D שנעשה באמצעות טכנולוגיית LMM במדפסת תלת מימד של Incus .

LCD, או MSLA, הוא כמו DLP אך משתמש במסך LCD במקום DMD, מה שהופך מדפסות לזולות יותר . ה- LCD קובע תבואה הדפסה, ומתקן את ה- XY דיוק {}}} בניגוד למקור האור היחיד של DLP, LCD משתמש במערך של פליטות . DLP Distin gsins gsin gsin gsin gsin gsin gsin gsin gsin gsin gsin gsin gsin gsin gsin gsin gsin הוא, To To To To To To To To To To To To To To, To, השתמש ב .

LCD יכול להדפיס מהר יותר מ- SLA במקרים מסוימים בגלל חשיפת שכבה שלמה . עלות יחידת ה- LCD הנמוכה שלה הופכת אותה לפופולרית עבור מדפסות שרף שולחן עבודה תקציב . עם זאת, היא משמשת גם באופן מקצועי, כאשר כמה יצרני מדפסת תלת מימדית תעשייתית דוחפים את גבולותיה ומשיגים תוצאות מרשימות .

Powder Bed Fusion (PBF) is a 3D printing process where a heat source selectively melts powder particles (plastics, metals, or ceramics) in a build area, creating solid objects layer by layer. In PBF 3D printers, a thin layer of powder is spread over the build bed, usually via a blade, roller, or wiper. Energy from a laser melts specific points on שכבת האבקה . שכבת אבקה נוספת מופקדת ומוזזרת לקודמתו הקודמת . תהליך זה חוזר עד שנבנה האובייקט כולו, כאשר אבקה לא משושנת תומכת ותוקנה את המוצר הסופי .

מדריך מקיף ל -7 טכנולוגיות הדפסת תלת מימד עיקריות ויישומיהם (SEO אופטימיזציה)

כאשר טכנולוגיות ייצור תוספות (הדפסת תלת מימד) ממשיכות להתבגר, תעשיות נוספות מאמצות שיטות הדפסה שונות כדי לעמוד בדרישות למבנים מורכבים, חומרים בעלי ביצועים גבוהים, והתאמה אישית של אצווה קטנה {}}} מאמר זה בוחן שבעה מחקרי טכנולוגיות דפוס תלת מימדיות, SLS, SLS, LPBF, EBM, מטלטים, DED, ו- DEDS, ו- DED-To-To-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to, ו- Decind, שיטות .

1. טכנולוגיית היתוך מיטת אבקה (PBF)

PBF מאפשר ייצור של חלקים בעלי חוזק גבוה, עמיד בלאי ועמיד, הנפוץ במוצרי צריכה, כלים תעשייתיים ורכיבים פונקציונליים .

חומרים נפוצים: אבקת פלסטיק, אבקת מתכת, אבקת קרמיקה
דיוק ממדי: ± 0.3% (מינימום ± 0.3 מ"מ)
טכנולוגיות נציגות:
SLS (סינטר לייזר סלקטיבי)
LPBF (היתוך מיטת אבקת לייזר)
EBM (התכה של קרני אלקטרונים)

 1.1 סינטר לייזר סלקטיבי (SLS)

SLS uses a laser to sinter polymer powders (e.g., nylon PA12) layer by layer, requiring no support structures. It is ideal for hollow and complex designs, widely used in functional parts, small-batch production, and medical modeling.

 1.2 מיקרו סביבת לייזר סלקטיבי (μSLs)

μSLS מתאים למבנים מיקרו-מתכת מדויקים ביותר עם רזולוציות מתחת ל -5 מיקרומטר, המשמשות בייצור מיקרו-רכיבים אלקטרוניים .

 1.3 מיטת מיטת אבקת לייזר (LPBF)

LPBF מדפיס בעיקר רכיבי מתכת כמו סגסוגות טיטניום, נירוסטה וסגסוגות מבוססות ניקל . לייזר גבוה שלה וסביבת גז אינרטי מבטיחים צפיפות חלקית וביצועים מכניים, הנפוצים ביישומים אוויריים, רפואיים ותעשייתיים {}}}

 1.4 התכה של קרני אלקטרונים (EBM)

EBM משתמשת בקרן אלקטרונים כדי לסינטר אבקת מתכת בוואקום, המתאימה לחומרים מוליכים ומשקפים כמו נחושת וטיטניום . סביבת הבנייה בטמפרטורה גבוהה מפחיתה את הלחץ הנותר, אידיאלי עבור שתלים אורתופדיים ולביבי טורבינה.

פיקדונות סילון חומרים שרף או שעווה רגישים לאור בצורה מבוססת טיפות, ומאפשר הדפסה ברזולוציה גבוהה, רב חומרית וצבע מלא .
חומרים נפוצים: שרף פוטופולימר, שעווה, מרוכבים
דיוק ממדי: ± 0.1 מ"מ
תת -סוגים:
M-Jet (סילון חומרי פולימר)
NPJ (סילון ננו -חלקיקים)
M-Jet משמש באב-טיפוס תכנון רכב, רפואי ותעשייתי עם פלט רב-צבעוני, רב-חומרי . NPJ מכוון לתצהיר מדויק של דיו של מתכת וננו-חלקיקים קרמיים לייצור חלק מורכב של מתכת {}}

סילון קלסר משלב טכנולוגיות מיטת אבקה וטכנולוגיות דיו על ידי הפקדת חומר כריכה על מיטת אבקה, שכבה לפי שכבה, ליצירת מבני תלת מימד .
חומרים נפוצים: מתכת, קרמיקה, חול, פולימרים
דיוק ממדי: ± 0.2 מ"מ (מתכת) או ± 0.3 מ"מ (חול)
גרסאות:
סילון קלסר מתכת
סילון קלסר פולימר
סילון קלסר חול

טכנולוגיה זו אינה דורשת מבני תמיכה ומציעה יעילות ייצור גבוהה, המתאימה לייצור אבות-טיפוס צבעוניים וחלקי מתכת פונקציונליים . חלקי מתכת בדרך כלל עוברים דחייה וסינון לאחר עיבוד כדי לשפר את החוזק המכני {}}}

DED משתמש בקורות לייזר, קשת או אלקטרונים כדי להמיס ולהפקיד חוטי מתכת או אבקות, אידיאלי להדפסת מבנה גדול ותיקון רכיבים .

חומרים: נירוסטה, סגסוגת טיטניום, סגסוגת ניקל
דיוק ממדי: ± 0.1 מ"מ
תת -סוגים טיפוסיים:
לייזר ded (l-ded)
Electron Beam ded
WAAM מבוסס ARC (ייצור תוסף קשת חוט)
תרסיס קר

DED מיושם באופן נרחב בתעשייה, אנרגיה ותעשייה כבדה לתיקון חלק וייצור בקנה מידה גדול .
 

למינציה של גיליון ערימות שכבות של גיליונות נייר, פולימר או מתכת ומשתמשת בלייזרים או בכלי חיתוך לעיצוב, אידיאלי לייצור מהיר של אבות-טיפוס לא פונקציונליים .
חומרים נפוצים: נייר, פולימרים, נייר מתכת
דיוק ממדי: ± 0.1 מ"מ
יתרונות: שילוב רב חומרי, ייצור מהיר

חסרונות: פסולת חומרית גבוהה, דיוק נמוך יותר

MJF, שפותח על ידי HP, משלב תמצית אבקה עם יישום של חומרי מיזוג ופירוט, ואז משתמש בחימום אינפרא אדום לצורך התכה של חומרים סלקטיביים .

חומרים: תרמופלסטים כמו ניילון ופוליפרופילן
יישומים: חלקים תעשייתיים, אבות -טיפוס פונקציונליים, מכשירים רפואיים
יתרונות: הדפסה מהירה, אין מבני תמיכה, אבקה למחזור

ריסוס קר: קשרים אבקת מתכת ללא חימום, אידיאלי לייצור תוספים מהיר .
DED MONTEN: מפקידים מתכות נוזליות (E . g ., אלומיניום), עלול להשתמש בחומרים ממוחזרים .
ייצור תוספים מבוסס מורכב (CBAM/SLCOM): משלב סיבי פחמן או סיבי זכוכית לחלקים מבניים בעלי חוזק גבוה .
VLM (ייצור ליטוגרפיה צמיגה): מאפשר שילובים רב-חומריים על סרט שקוף עם מבני תמיכה נשלפים בקלות .

מַסְקָנָה

הדפסת תלת מימד מעצבת מחדש את נוף הייצור, ומציעה גמישות ללא תחרות ותכנון חופש מהפקה המונית להתאמה אישית בהתאמה אישית . על ידי הבנת שבעה תהליכי ייצור תוספים מיינסטרים אלה, עסקים ומהנדסים יכולים לבחור את הפיתרון המתאים ביותר להדפסת תלת מימד המבוססים על צרכי חומר, מורכבות מבנית ותקציב {}}