Днес технологията за 3д печат е толкова навлезнала в нашето ежедневие, че е напълно способна да ни предостави различни начини за производство на всичко – от играчки и дрехи до човешка тъкан. С всяка изминала година, адитивното производство става все по-популярно както сред любители, така и сред професионалисти.
Ако досега сте свикнали с идеята, че принтерите могат да произвеждат единствено миниатюрни обекти, то със сигурност ще останете приятно изненадани от факта, че вече е напълно възможно да изградите триизмерни обекти в голям формат.
Това от своя страна е благодат за творчеството на всеки дизайнер. Всичко това обаче няма да бъде възможно без помощта на широкоформатните 3д принтери. Ето затова днес ще засегнем точно тях, тъй като те са едни от най-бързо развиващите се в пазарния сектор на триизмерната иновация.
Характеристики
Съществуват няколко ключови аспекта, които различават широкоформатните 3д принтери от обикновенните. Основната разлика е както може би вече предполагате в обема на изработка.
Тъй като тези принтери имат по-голям обем, това означава, че те са напълно способни да отпечатват сравнително по-големи модели. В интерес на истината това е повече от невероятно за някои бизнеси, а също така и за много домашни потребители, които имат високи цели.
В дългосрочен план, използването на широкоформатен принтер ще ви спести доста парични средства. Ето затова те са идеални, ако трябва да отпечатвате обекти, които са много по-големи от стандартните.
Днешните широкоформатни модели са напълно способни да принтират с около 30 см. в едно от измеренията си и около 15-30 см. в останалите. Именно поради това, тези машини създават мащабни прототипи и производствени части за голямо разнообразие от приложения, като в сферата на – потребителските продукти, здравеопазването, мащабно производство и други
На пазара се предлагат и 3д принтери, които надхвърлят значително своите размери и са напълно способни да отпечатват компоненти от 50 до 100 см., но това често означава, че опциите са ограничени до индустриалните 3д принтери. Там обаче цените им растат значително, както и сложността на употреба.
Технологии
На този етап се срещат единствено три широкоформатни процеса на триизмерен печат, а това са чрез методите – FDM, SLA и SLS. Останете с нас, тъй като днес ще ви ги представим детайлно.
Fused Deposition Modeling (FDM)
Методът на FDM е известен още като – производство на разтопени нишки (FFF). При него компонентите на проекта се изграждат чрез топене и екструдиране на термопластична нишка. Тя от своя страна бива отлагана слой по слой от дюзата на принтера.
Най-често използваните материали са :
- PLA и ABS пластмаси
- найлон
- поликарбонат
- полиетилен и много други
Интересен факт е, че FDM е най-широко използваната форма на триизмерен печат на потребителско ниво. Все пак създаването й черпи вдъхновение от появата на първите 3д принтери за хобитисти.
Предимства и недостатъци
По отношение на предимствата FDM принтерите работят с редица стандартни видове пластмаси, като ABS, PLA и много други. Именно поради това техниката е подходяща за изграждането на основни модели и евтини прототипи, които обикновено могат да бъдат обработвани от дизайнера. Тази достъпност е най-голямото предимство.
Въпреки това обаче съществуват и някои минуси, за които е редно да бъдете информирани. FDM има най-ниската резолюция и точност на печат за сравненеи с другите методи – SLA и SLS. Освен това, това не е най-добрият вариант за печатане на сложни дизайни и части.
Разбира се има налични модели FDM принтери, които са преодолели тези препятствия, но цените за закупуването им са изключително високи, така че това не винаги е добра опция за повечето професионалисти или начинаещи в тази сфера.
Stereolithography (SLA)
Стереолитографията е друг метод, който се използва широко при широкоформатните 3д принтери. Тази технология позволява да се създават прототипи, модели и производствени части слой по слой.
Това е възможно чрез помощта на фотохимични процеси, при които светлината кара химичните мономери да се свързват помежду си и да образуват полимери. Също така SLA е един от най-популярните процеси сред опитните професионалисти поради високатаси разделителна способност, прецизност и гъвкавост на материалите.
Предимства и недостатъци
Макар че, SLA методът разполага с най-високата разделителна способност и точност, както и ясни детайли, които са с гладко покритие това всъщност не е най-голямата му полза. Тя се основава именно на неговата гъвкавост.
Формулите на смолите, които се използват тук предлагат широка гама от оптични, механични и термични свойства, за да съответстват на стандартните, индустриалните и инженерните термопластмаси.
Ето затова този тип принтиране е идеална опция за производството на големи и детайлни прототипи. Друго преимущество е, че SLA методът е способен да функционира с висока температура от 238 градуса – това от своя страна го прави чудесен избор за определени производствени приложения.
Като единствен недостатък можем да споменем, че поради широката гъвкавост на метода, принтерите от този тип са със сравнително висока цена. Също така частите на смолата изискват последваща обработка след печат, която включва втвърдяване и измиване.
Selective Laser Sintering (SLS)
Селективното лазерно синтероване по познато, като SLS е адитивен производствен метод, при който лазерът действа подобно на енергиен източник за синтероване на прахообразен материал.
Този материал от своя страна обикновено може да бъде :
- найлон
- полиамид
- полистирол
- термопластични еластомери
Като цяло лазерният лъч е насочен към точките, които са посочени от цифровия модел и слива праха заедно, за да създаде твърда структура. Това прави SLS метода особено ефективен при изграждането на сложни механични компоненти за различни проекти.
Именно поради способността си да произвежда части с отлична механична възможност, SLS е най-разпространената технология за производство в промишлената сфера.
Предимства и недостатъци
Най-основното предимство на SLS печатът е, че не изисква специални опорни конструкции, което от своя страна го прави идеален за изграждането на сложни геометрии. Компонентите произведени от него имат отлични механични характеристики, отличаващи се с изключителна здравина и точност.
Комбинацията от ниска цена на детайл, висока производителност и утвърдени материали правят метода популярен избор сред инженерите за функционално прототипиране и широкоформатно производство в различните сфери по света.
За съжаление обаче единственият недостатък, който спира машината от това да бъде повече от перфектна е високата входна цена. Наред с това изборът на материал при SLS е по-ограничен, отколкото при FDM и SLA.
Дизайнерите най-често използват найлон, благодарение на неговите незаменими механични свойства. Той е лек, здрав, както и стабилен срещу химикали, топлина, UV лъчи, вода и най-вече различни видове мръсотия.
Приложение – къде се използват?
Както вече разбрахте, триизмерното принтиране може да помогне на индустриалните компании да произвеждат големи части много по-бързо и на много по-ниска цена. Предвид бързината и точността на печата, предлагани от съвременните широкоформатни машини, тяхното присъствие е ключово и в предимство пред традиционните методи на производство.
Най-основния пример за това е, че можете да намалите теглото, като същевременно с това да запазите якостните свойства на отпечатаните прототипи. Друго нещо, което е важно да се отбележи е, че при стандартното производство големите проекти се конструират части по части и след това се сглобяват в една структура.
Това от своя страна обаче се отразява негативно на датите на доставка. С помощта на широкоформатните 3д принтери могат да се изграждат огромни обекти само с една сесия на печат, което осигурява несравнимо предимство.
Ето затова приложението им може да бъде срещнато в следните сектори :
- мебелно производство
- авиационна и космическа индустрия
- строителство
- производство на автомобили и мотоциклети
- корабостроене и много други
Създаването на уникални, персонализирани обекти, които същевременно с това да бъдат в огромни размери вече не е мечта – а действителна реалност !