Методы 3D-печати: современные технологии

3D-печать – это группа аддитивных технологий, позволяющих получать физические объекты на основе цифровой модели. Процесс создания изделий реализуется слой за слоем с использованием различных материалов и специализированных моделей 3D-принтеров. В данной статье мы подробно рассмотрим основные методы 3D-печати, этапы обработки, изготовления прототипов, виды устройств, принципы работы и возможности применения этих технологий.

Что такое 3D-печать

Под методами 3D-печати мы понимаем специфические способы аддитивного производства, при которых устройство поэтапно формирует изделия из материала на основе предварительно заданных цифровых моделей. Первая технология 3D-печати появилась в 1986 году и с тех пор ежегодно дополняется новыми возможностями. Современные принтеры позволяют быстро и просто создавать сложные формы, оптимизировать процесс прототипирования, печатать прототипы и готовые изделия, а также открывают новые области промышленной и традиционной деятельности. Знание типов и принципов работы методов печати важно для выбора оборудования и материалов для реализации задач, создания как уникальных, так и серийных деталей трехмерных объектов.

Популярные методы 3D-печати: классификация и основные принципы

Экструзионные методы

Наиболее распространённый способ 3D-печати – FDM и FFF. В данном процессе используется нить из пластика, реже композита или металла, которая плавится и послойно наплавляется на платформу строения объекта. Принтер такого типа позволяет изготавливать объекты и детали различных форм и сложности для прототипов и готовых изделий. Эти методы просто внедрять для быстрого изготовления прототипов, а процесс легко автоматизируется даже вне традиционных производств.

Лазерное спекание и плавление

SLM и SLS – это виды аддитивных технологий, ориентированных на работу с порошками из пластика, металла или других композитных материалов. Принцип процесса – это слой за слоем спекать или полностью плавить частицы порошка с помощью лазерного луча, что позволяет создавать изделия высокой прочности и трехмерной сложности. Данный метод широко используется в промышленной сфере для изготовления функциональных деталей и промышленных прототипов.

Стереолитография

Методы SLA и DLP используют жидкие фотополимерные смолы, которые затвердевают под воздействием лазера или цифрового светового проектора. Весь процесс построен на принципе послойного затвердевания смолы, что обеспечивает высокую точность и гладкость сложных деталей. SLA использует лазерное сканирование, DLP – цифровой проектор. Отличаются они только скоростью и типом работы. Оба метода отлично подходят для прототипирования и печати готовых объектов сложной формы.

Ламинирование

LOM – это сравнительно редкая технология, использующая слои бумаги, пластика или других листовых материалов, которые печатаются, склеиваются и режутся для создания объектов. Такой процесс производства подходит для крупных форм с невысокой детализацией, является бюджетным и эффективен там, где необходим полный макет изделия.

Струйная печать

В технологиях PolyJet и CJP, принтер печатает объект путем нанесения капель фотополимера или порошка, который далее отверждается светом или склеивается. PolyJet позволяет создавать многокомпонентные трехмерные модели с гибкими формами и цветовыми переходами. CJP – метод, при котором слой за слоем наносится порошковый материал с последующим нанесением клея и обработкой. Оба способа открывают новые возможности для профессионального моделирования.

3D-наплавление

DED применяется для ремонта металлических изделий или создания прототипов из металла. Принтер направленным лазером либо электронным лучом расплавляет проволоку или порошок, что удобно в условиях промышленного производства и подходит для восстановления сложных деталей.

Холодное напыление

Метод холодного напыления – это процесс послойного нанесения частиц материала без термического воздействия, что снижает риск деформации изделий и позволяет применять технологию для новых функциональных объектов.

Как выбрать метод и технологию 3D-печати

Выбор зависит от типа задач и особенностей изделий, требуемого качества, материала, объема производства, этапов моделирования и цифровой подготовки. Также важно учитывать этапы создания, моделирование, выбор материалов и последующую обработку готовых объектов. Учитывайте такие нюансы:

• Для быстрого прототипирования, изготовления простых форм отлично подходят FDM-принтеры.
• Для производства высокопрочных металлических деталей и уникальных геометрий необходимы технологии SLS, SLM или DED.
• Сложные трехмерные детали и готовые изделия с повышенной точностью лучше получать путем SLA, DLP, PolyJet-печати.
• CJP подойдёт для печати цветных объектов и архитектурных макетов.

Материалы для 3D-печати

Сейчас на рынке используются различные материалы:

• пластика различных видов;
• порошки из металла или пластика;
• жидкие фотополимеры;
• бумага и листовые материалы, а также новые функциональные биоматериалы.

Выбор материала зависит от принтера, типа изделия, принципа и области применения, параметров качества и ожидаемых характеристик готового объекта.

Преимущества и недостатки технологий

• FDM: доступные по цене типы принтеров, легко найти расходные материалы, подходят для быстрого изготовления простых форм, но точность ограничена.
• SLA, DLP: высокая точность, гладкость, возможность создания сложных форм, но стоимость оборудования и материалов выше, есть ограничение по виду смолы.
• SLS, SLM: прочные объекты и сложные геометрии, применение в промышленности, но оборудование дорогое, требует опытного обслуживания.
• DED: удобно для восстановления и ремонта изделий из металла.
• LOM: бюджетный способ для быстрого изготовления крупноразмерных моделей, но детализация ограничена.
• PolyJet, CJP: многокомпонентные и цветные изделия, но требуется дополнительная постобработка.

Где купить 3D-принтер?

В нашем демонстрационном зале и сервисном центре в Москве вы найдете лучшие модели 3D-принтеров и 3D-сканеров, сможете протестировать устройства, подобрать подходящую технологию, получить профессиональную консультацию, а также заказать оборудование для любых задач. Мы работаем по всей России, осуществляем быструю доставку транспортными компаниями, предоставляем полное сервисное обслуживание, обучение и поддержку клиентов. Обратиться к нам можно на сайте, по телефону, в чате или через соцсетях.