categorii: Cum funcționează
Număr de vizualizări: 3249
Comentarii la articol: 0

Dispozitivul și principiul funcționării imprimantei 3D, principalele metode și tipuri de imprimare 3D

 

În prezent, tehnologiile de imprimare 3D sunt din ce în ce mai utilizate pentru a crea elemente decorative, piese și aparate pentru mașini și diverse unități funcționale. Iar cele mai relevante dezvoltări vă permit să imprimați clădiri întregi și chiar organe și proteze pentru oameni. În același timp, imprimantele pot fi găsite pe piață începând de la câteva sute de dolari, pentru uz casnic și zeci de mii de dolari - pentru uz industrial. În acest articol, vom acoperi informații de bază despre tipurile și designul unei imprimante 3D.

Tipuri, dispozitiv și principiul funcționării imprimantei 3D

tipuri

Conceptul de imprimare 3D nu este atât de clar. Acesta este împărțit în mai multe tipuri, diferind principiul formării unui obiect imprimabil și materialelor utilizate pentru acest lucru. Cum sunt?


Tipărire FDM (Fusion Deposition Modeling) - Aceasta este cea mai comună modalitate de a obține obiecte volumetrice în viața de zi cu zi, respectiv cea mai ieftină opțiune pentru imprimarea volumetrică. În acest caz, imprimanta 3D imprimă partea cu plastic topit. Cele mai utilizate materiale plastice sunt PLA și ABS. Grosimea unui strat de imprimare este în medie între 50-100 microni (la majoritatea modelelor). În ce constă această imprimantă, vom lua în considerare mai târziu.


Tipărire SLA (Stereolitografie cu laser) - sună ca „litografie stereo”. Instalarea pentru acest tip de imprimare 3D constă dintr-un laser (acesta este un corp de fixare care se mișcă de-a lungul tijelor cu ajutorul motoarelor) a bazei pe care sunt imprimate partea și căzile cu fotopolimeri lichizi. Principiul funcționării este utilizarea cuvintelor fotopolimer ca material.

Laserul atrage pe rășină fiecare strat al obiectului viitor. După fiecare strat, platforma de lucru este cufundată într-o baie cu un fotopolimer la o adâncime egală cu grosimea următorului strat. Interacțiunea fasciculului laser și fotopolimerul se întărește în locurile unde fasciculul laser lovește suprafața sa.

Tipărire SLA (Stereolitografie cu laser)

Această metodă vă permite să obțineți rezultate exacte, iar grosimea stratului poate ajunge până la 15 microni. Aceasta permite utilizarea stereolitografiei în scopuri medicale (stomatologie) și bijuterii. Tehnologia SLA nu necesită imprimarea elementelor de susținere, iar după imprimare produsul este cufundat într-o baie cu soluții pentru curățarea modelului. Etapa finală este iradierea cu ultraviolete pentru fixarea completă a fotopolimerilor. Principalul dezavantaj este costul ridicat al imprimantelor și consumabilelor, ceea ce face ca acesta să fie necorespunzător pentru a-l utiliza acasă.

Rezultatul imprimării 3D

Tehnologie SLS - sinterizare selectivă cu laser. Un strat de pulbere este alimentat pe suprafața de lucru, în funcție de sarcină - poate fi metal, plastic și chiar ceramică și sticlă, după care zona stratului din partea viitoare este prelucrată de laser, după care platforma este coborâtă și procesul se repetă. Reamintește SLA, prin principiul acțiunii. La sfârșitul procesului, tratamentul termic al elementului este necesar. De asemenea, nu este potrivit pentru uz casnic și este scump.

SLS Technology - Sinterizare laser selectivă

Topirea fasciculului de electroni sau tehnologia EBM. Diferă de tehnologia anterioară prin aceea că pulberea de metal este topită de un fascicul de electroni în vid, iar rezultatul nu necesită tratament termic.

Topirea fasciculului de electroni sau tehnologia EBM

SLM - topirea cu laser selectivă, funcționează numai cu pulberi metalice, conform principiului de funcționare este similară cu SLS, dar, la fel ca în EBM, nu este necesar un tratament termic final.


3DP - diferența față de cele anterioare este că materialul de lucru nu este topit, ci se aplică straturi de lipici cu ajutorul imprimării cu jet de cerneală. În acest fel, este posibilă imprimarea 3D color.


Imprimantă 3D FDM

Imprimarea folosind tehnologia FDM este cea mai frecventă atât pentru amatori, cât și pentru rezolvarea multor sarcini profesionale. Aceeași metodă este una dintre cele mai vechi. Prin urmare, vom examina mai detaliat exact tipul de imprimare volumetrică care se potrivește bine pentru casă și atelier.

Imprimantă 3D FDM

Dispozitiv și caracteristici

O imprimantă 3D care imprimă cu plastic folosind tehnologia FDM constă din:

1. Suprafața de lucru, adesea numită platformă. Poate fi încălzit.

2. Un extruder, în termeni simpli, este un cap de imprimare.Are un mecanism de depunere din plastic, încălzitoare și duze de imprimare.

Extruder imprimantă 3D

3. Mecanismul de mișcare a extruderului de-a lungul axelor. Constă din tije, un arbore elicoidal și motoare, de exemplu, pas cu pas.

Mișcarea extruderului axei

În funcție de designul imprimantei, atât extruderul, cât și suprafața de lucru se pot deplasa de-a lungul axei verticale (axa Z) și se poate deplasa și de-a lungul axei Y. Extructorul se deplasează de-a lungul axelor orizontale.

Axe de lucru

Notă:

Un model 3D este creat pentru imprimare cu orice tip de imprimantă 3D, dar nu poate fi încărcat în imprimantă pentru imprimare. Înainte de aceasta, modelul este procesat, așa-numitul Cod G. Sensul acestei acțiuni este de a împărți modelul în straturi și de a forma traiectorii de-a lungul cărora se va deplasa extruderul (sau un alt element de tipărire, în funcție de tehnologie).

La imprimare se folosesc materiale plastice ABS și PLA. În funcție de complexitatea dispozitivului, extruderul poate conține două duze și mai multe - una pentru imprimarea pieselor cu material de bază, iar cealaltă pentru imprimarea suporturilor (suporturilor).

Tipărirea pieselor complexe

 

Suporturile sunt necesare pentru a sprijini piesele atârnate în aer, astfel încât să nu se afle în timpul răcirii și solidificării. După terminarea imprimării, picioarele de sprijin sunt îndepărtate.

O versiune simplificată a imprimantei 3D este Stilou 3D. De fapt, este un extruder pe care tu însuți îți miști mâna. Deși este o jucărie pentru copii, este doar un produs minunat pentru divertisment și cunoaștere a tehnologiei, iar dacă aveți abilități artistice, cu siguranță veți putea crea un decor frumos pentru casă.


caracteristicile

Atunci când alegeți o imprimantă 3D, trebuie să luați în considerare mai multe caracteristici, printre care:

  • Ce materiale imprimă dispozitivul, deși cele mai frecvente modele acceptă imprimarea cu două tipuri de materiale plastice - ABS și PLA, dar totuși acordă atenție acestei probleme la cumpărare.

  • Rezoluție de imprimare - Calitatea și precizia piesei depind de grosimea stratului. O grosime a stratului de 50 microni este considerată excelentă, iar la 100 - mai mult decât bună.

  • Viteza de imprimare - mai mult depinde de rezoluția de imprimare.

Este important să:

De vreme ce partea este tipărită în straturi, nu uitați că suprafața sa va fi aspră și moale, iar rezistența la fractură va fi mult mai mică decât cea a produselor solide. Înălțimea (grosimea, după cum preferați) a stratului depinde de cât de dur se va dovedi partea. Pe de altă parte, cu cât stratul este mai subțire - cu cât va fi petrecut mai mult timp pentru imprimare și cu cât va trece mai mult extrusorul, sarcina pe toate elementele imprimantei va crește.

  • Dimensiunile zonei de imprimare - această problemă poate deveni un obstacol în alegerea unui anumit model. Nu puteți tipări produsul mai mult decât zona imprimabilă. Este limitată de lățime, adâncime și înălțime, cu alte cuvinte, axele X, Y și Z.

Dimensiunea zonei de imprimare

În unele cazuri, de exemplu, pentru imprimantele delta, este indicat diametrul și înălțimea zonei de imprimare, deoarece are o formă cilindrică (vezi figura de mai jos).

Imprimantă Delta

concluzie

În acest articol, am atins întrebări generale despre imprimantele 3D și imprimarea în general, dacă sunteți interesat de anumite teme specifice mai detaliat - scrieți acest lucru în comentarii și vă vom spune despre acestea.

Consultați și la i.electricianexp.com:

  • Panouri solare polimerice
  • Fabricarea PCB folosind un computer
  • Programe pentru desenarea circuitelor electrice
  • Noi tehnologii. Plasticul conductiv
  • Aplicarea practică a laserelor

  •