Технологии 3D печати. Что выбрать 3D печать металлом или 3D печать пластиком? Технологии 3D принтеров FDM VS SLA VS SLM

Рейтинг (3.39)

Всем привет, Друзья! С Вами 3DTool!

3D печать или аддитивное производство - это общий термин, охватывающий несколько видов процессов. Каждый тип 3D печати имеет свои преимущества и недостатки. И каждый из них предназначен для конкретных целей.

В этой статье мы даем несколько простых советов, которые помогут вам выбрать правильный тип 3Д печати для ваших потребностей. Графики и таблицы, представленные в этой статье, в качестве краткого справочного материала, чтобы определиться, какой тип 3Д печати наилучшим образом соответствует вашим требованиям.

Выбор вида 3D печати по расходному материалу

Материалы для 3D-печати обычно бывают в форме нити, порошка или смолы (жидкий фотополимер). Полимеры (пластмассы) и металлы - это две основные группы материалов для 3D печати. Также доступны другие материалы (например, керамика или композиты). Полимеры могут быть разбиты на термопласты и термореактивные материалы.

Если требуемый материал уже известен, выбор технологии 3D печати относительно прост, поскольку всего несколько аддитивных технологий производят детали из одних и тех же материалов. В этих случаях процесс выбора обычно сводится к сравнению затрат и физических свойств.

3D печать пластиком (термопласты)

Термопласты лучше всего подходят для функциональных применений, включая производство деталей для конечного использования и функциональных прототипов.

Они имеют хорошие механические свойства, высокую ударопрочность, износостойкость. Они также могут быть заполнены углеродом, стеклом или другими присадками для улучшения их физических свойств. 3D печатные термопластики (такие как ePA, Nylon, Formax) широко используются для производства деталей для функционального использования в промышленности.

Детали SLS имеют лучшие механические и физические свойства, а так же более высокую точность размеров. FDM более экономичен, и при помощи этого типа 3Д печати, увеличивается скорость выполнения заказов.

Схема представленная ниже, показывает наиболее распространенные термопластичные материалы для 3Д печати.

Пояснение схемы: Чем, выше находится материал в пирамиде, тем прочнее его механические свойства и тем сложнее и дороже его печатать:

3D печать жидкими фотополимерными смолами

Жидкие фотополимеры (смолы) лучше подходят для применений, где важна детализация и точность, так как детали изготовленные по данной технологии будут с гладкими поверхностями. Детали до 5см, будут напечатаны более качественно, чем 3D печать пластиками как в FDM или SLS.

Как правило фотополимерные смолы имеют высокую жесткость, но являются более хрупкими, чем термопласты, поэтому они не подходят для функционального применения. Доступны специальные смолы, предназначенные для инженерного применения (имитирующие свойства ABS пластика или Nylon). Например широкий выбор смол с различными свойствами есть в арсенале американской компании FormLabs .

3D печать металлом

Металлические 3D печатные детали имеют отличные механические свойства и могут работать при высоких температурах и нагрузках. Возможности 3D-печати в свободной форме делают их идеальными для применения в промышленности.

Детали напечатанных по технологии DMLS или SLM имеют превосходные механические свойства и точность исполнения.

Применение других материалов в 3D печати:

Другие материалы тоже могут быть использованы в 3Д печати, но они не так широко применяются, ввиду их ограниченной специфики. Эти материалы включают в себя керамику и песок.

Примечание:

Из-за специфики аддитивного производства, детали изготовленные при помощи 3D-печати, будут иметь анизотропные механические свойства, а это означает, что они будут слабее в направлении оси Z. Для функциональных частей механизмов, эту характеристику следует учитывать при проектировании модели.

На ранних этапах важно определить, должна ли деталь быть функциональной, или ей достаточно иметь хорошие визуальные характеристики. Это очень поможет в выборе наиболее подходящего процесса 3Д печати.

Как правило, детали изготовленные из термопластичных полимеров (технология FDM) лучше подходят для функциональных деталей, в то время как термореактивные материалы (жидкие смолы) технология SLA или DLP, лучше всего подходят 3D печати небольших и сложных геометрических деталей, например ювелирные изделия или для стоматологов.

Функциональные возможности 3D печатных деталей:

Приведенная ниже схема определяет наиболее подходящий вид 3D печати под функциональные требования.

Важные моменты аддитивного производства:

При разработке прототипа, важно определить какая требуется точность изделия. Как правило, выбор аддитивной технологии с более высокой точностью увеличивает стоимость 3D печати.

Общая прочность детали зависит от различных механических и физических свойств. Когда требуются высокая прочность и жесткость, лучшими решениями являются металлическая 3D-печать или FDM печать, усиленная непрерывными углеродными волокнами. Пример FDM 3D печати с армирующим волокном это 3D принтер Anisoprint Composer A4

Не стоит забывать, что существуют инженерные материалы для 3D печати со спец. свойствами, такими как термостойкость, огнестойкость, химическая стойкость или которые сертифицированы как биосовместимые (например для применения в стоматологии).

Внешний вид 3D печатных деталей.

Есть внешний вид является основной задачей ваших прототипов, то выбор аддитивной технологии подчиняется приведенной ниже схеме:

Вот еще немного информации:

3D печать SLA или DLP позволяет получать детали с гладкой, подобной литью поверхностью. Детали будут как из магазина.

Детали по технологиям SLA/DLP печатаются полупрозрачными, но могут быть подвергнуты последующей обработке, и стать в результате почти на 100% оптически прозрачными.

Выбор технологии 3D печати по производственным возможностям.

Важно иметь представление об основных видах 3D печати, чтобы полностью понять их ключевые преимущества и недостатки. .

Вот несколько удобных правил, которые помогут вам помочь:

· Размер платформы определяет максимальные размеры детали, которую может изготовить 3D принтер. Для деталей, размер которых превышает размер платформы принтера, можно рассмотреть возможность перехода на альтернативную технологию 3D печати или порезать деталь на несколько частей, которые можно склеить после печати в единую модель.

· Необходимость поддержек определяет уровень свободы проектирования. Процессы, которые не требуют поддержек, такие как SLS, или же при использовании растворимых материалов (как в FDM печати 2-мя экструдерами), имеют меньше недостатков и могут с большей легкостью создавать структуры свободной формы.

Подведем итоги:

Прежде всего определите какую задачу вы ставите перед 3D печатью. Функциональность или внешний вид детали.
Если более, чем один вид 3D печати подходит под задачи, то процесс выбора сводится к сравнению финансовых затрат.
Для функциональных деталей выбирайте технологию FDM, нежели печать жидкими фотополимерами SLA или DLP.
Для внешнего вида и эстетики наилучшим вариантом являются технологии SLA или DLP.
Для функциональных деталей из металла, также можно рассмотреть обработку заготовок на фрезерном станке с ЧПУ. Как альтернативный вариант 3D печати металлом.