Grundlæggende om 3D-udskrivning: Typer af 3D-printere

3D-print fungerer ikke helt som almindelig udskrivning – mens når det kommer til blæk på papir, vil næsten enhver maskine, der bruger, ja, papir og blæk, gøre det, 3D-print er meget mere specifik. Ikke alle printere, eller endda alle typer printere, er egnede til enhver filamenttype eller ethvert projekt – du skal gøre din research, før du vælger en for at sikre, at du får den rigtige type til dine behov.

Her er en oversigt over nogle af de mest almindelige typer 3D-printere, du kan finde. Det er ikke en udtømmende liste, men det er dem, en spirende 3D-printentusiast har brug for at vide om!

SLA

SLA eller Stereolithography var den allerførste form for 3D-print nogensinde. Den blev skabt i 1986 af Chuck Hall og bruger en trykteknik, der kaldes Vat Polymerisation - den bruger fotopolymergummi, der udsættes for en lyskilde. Denne type printer er ideel til glatte overflader og høje detaljeringsniveauer på printede projekter.

Det er ikke specielt for begyndere og har mange anvendelsesmuligheder inden for medicin, hvor det bruges til at printe anatomiske modeller såvel som mikrofluidik. Printeren bruger flere spejle, der er arrangeret til at pege en lasersøjle hen over gummiet, der bruges som filament, så det kan danne de forskellige lag i formningszonen.

Nøjagtighed og hastighed er nøglen, og 3D-printprojekter bygges fra bunden. Ud over de nævnte anvendelser inden for medicin er denne trykteknik også nyttig i luftfart og bilindustrien. Printere af denne type omfatter ProJets og Vipers.

SLS

Specifik lasersintring eller SLS blødgør nylonpulver til en solid plastikkonstruktion. De anvendte materialer er termoplast, hvilket betyder, at resultaterne er hårde, velegnede til snappasninger og anvendelser med høj slagkraft. Den anvendte teknik kaldes power bed fusion. En termoplast vil blive opvarmet indtil lige før den bliver flydende og derefter lagt i lag på formningsstadiet. En laser bruges til at sintre pulveret, der er blevet stablet i et solidt, hårdt lag - og når et krydssegment er færdigt, falder scenen med højden af ​​dette lag, mere pulver tilsættes, og laseren sinter det igen til et fast stof.

Overskydende pulver, der tilsættes, men ikke sintret, tjener som en slags støttemateriale, der til sidst vil falde væk. Støttestrukturer er ikke nødvendige på grund af dette. Den største fordel ved SLS er, at det skaber store mekaniske egenskaber, med ulempen ved længere leveringstider end andre typer printere. Eksempler inkluderer Sinterit Lisa, Formlabs Fuse 1 og Sharebot SnowWhite 2.

FDM/FFF

Fused Deposition Modeling og Fused Filament Fabrication er lignende typer printere. De udstøder en plastfiber lag for lag på formningsstadiet. På denne måde kan komplette modeller skabes relativt hurtigt og effektivt. Skabte overflader har en tendens til at være alt andet end glatte, og de resulterende modeller er heller ikke for stærke. Med andre ord kan den faktiske brug af trykte dele være ret begrænset. På trods af dette er denne type printer et godt valg for begyndere, da den er eksperimentvenlig og ret nem at bruge.

Når det er sagt, kan denne type printer være en af ​​de mere overkommelige printere på et budget. En spole filament føres ind i printeren og skubbes derefter gennem en opvarmet tud. De mest almindelige anvendte materialer er PLA, ABS og PET, men nogle andre virker også, afhængigt af den anvendte tud.

Printerens hoved bevæger sig langs indstillede akser og dispenser det flydende plastik lag for lag. Når et lag er færdigt, startes det næste lag, indtil objektet er færdigt. Nogle af de bedste anvendelser for denne teknik er armaturer og hylstre, men FFF og FDM er også velegnede til alle mulige små forfængelighedsprintprojekter.

Printermodeller inkluderer Snapmaker og Ultimaker, samt masser af andre. I betragtning af hvor udbredt denne type printer er nu, findes der masser af forskellige modeller i alle prisklasser.

DLP

Digital Light Processing minder lidt om SLA-udskrivning. Den udskriver hurtigere og afdækker lag på samme tid i stedet for at gøre det på tværs ved brug af laser. SLA og DLP har lignende brugsformål og er modeller af infusionsform. I modsætning til FFF er overflader glatte, og derfor kan projekter finde anvendelse i ting som dentalapplikationer.

På bagsiden er DLP-udskrifter noget svage. De er normalt ikke nyttige til mekaniske dele eller noget, der kræver særlig stabilitet. Hvad angår forskellene mellem SLA og DLP - hvor førstnævnte bruger en laser til at tegne afrundede former, bruger DLP en skærm til at projicere firkantede voxels af en vis minimumsstørrelse for at skabe de former, der bliver printet.

Printere af denne type inkluderer Micromake L2, SprintRay Moonray og Anycubic Photon S.

MJF

Multi Jet Fusion-printere samler dele af nylonpulver. I stedet for en laser (som ved SLS-udskrivning) bruges en inkjet-klynge til at påføre varmen for at smelte pulveret. Resultatet er mere stabile og forudsigelige mekaniske egenskaber, samt bedre overfladeresultater.

De hurtigere fremstillingstider, som denne teknik tilbyder, fører også til lavere produktionsomkostninger generelt. Printhovedet udstråler hundredvis af små dråber fotopolymer, der hærdes og størkner senere i UV-lys. Når et lag er hærdet, påføres det næste lag, indtil objektet er færdigt.

Denne teknik har brug for et hjælpemateriale, der tages ud ved efterhåndtering. Selvom det kan give nogle vanskeligheder, er MJF en af ​​de eneste teknikker, der gør det muligt for printere at producere flere objekter på en enkelt linje uden at ofre noget af byggehastigheden. Det kan også producere ting ved hjælp af forskellige materialer og i fuld tone. Det betyder, at MJF, når den er arrangeret optimalt, kan masseproducere små identiske dele væsentligt hurtigere end nogen anden printertype. Printere af denne type omfatter HP Jet Fusion-serien.

PolyJet

PolyJet-printere producerer glatte og nøjagtige dele, der passer til en række forskellige ting. De tilbyder en mikroskopisk lagopløsning og kan producere både tynde vægge og komplekse elementer, da de kan arbejde med det bredeste udvalg af materialer ud af enhver 3D-printer (forudsat at de er udstyret med den rigtige dyse/seng, selvfølgelig). PolyJet-print kan bruges til at skabe armaturer, forme og forskellige fremstillingsværktøjer.

Der findes en række printermodeller, der er specifikt til brug i tandarbejde – til tandlaboratorier og tandudskrivning. De hurtige og højkvalitetsudskrifter, der er resultatet af denne teknologi, gør den til et godt valg til den slags medicinsk brug. Disse printere fungerer ved at bruge flere dysehoveder - de afsætter et lag byggemateriale ved at glide langs en akse. Hvert hoved bidrager med forskellige mængder på forskellige steder for at skabe uanset formen på det lag. De mest almindelige opsætninger af disse printere har et printhoved i inkjet-stil med flere dyser.

De fordelte materialer flashes og hærdes af et UV-lag, før printeren bevæger sig – platformen falder et lag, og det næste lag tilføjes. Råmaterialerne og filamenterne opbevares ikke på spoler, men derimod i patroner, der er tilsluttet dyserne, ikke ulig en almindelig inkjet-printer. Printere af denne type omfatter Connex 3-serien, Objet30 og J5 DentaJet.

DMLS

DMLS-printere har én primær applikation – udskrivning af metalbaserede ting. Ved hjælp af metalbaserede additiver er DMLS standardmaskinerne til enhver form for 3D-print, der involverer MF-filamenter. Mens nogle andre printere også er i stand til at håndtere materialet, er DMLS-printere særligt gode til at skabe ensartede dele med lignende kvaliteter som ting, der er støbt ud af 'normalt' metal.

DMLS er en forkortelse for Direct Metal Laser Sintering, og det er præcis sådan, det virker – den bruger en kraftig laser til at smelte pulveriserede lag af metal/plastikblandinger, før de hærdes igen for at skabe projektet. Det fungerer på samme måde som, hvordan man kan svejse eller lodde med en meget fin og præcis laser, men det er hurtigere og meget mere præcist, end menneskehænder kunne håbe på at være.

Disse printere er ret komplicerede at bruge og kræver/bruger nogle ukonventionelle elementer (såsom det normalt argongasfyldte byggekammer) og er derfor virkelig ikke egnede til begyndere overhovedet - især i betragtning af deres smerteligt høje priser. Når det er sagt, kan de arbejde med forskellige legeringer og metaller, herunder stål, titanium, nikkel, kobolt og kobber. DMLS-printermodeller inkluderer EOS M 290 og FormUp 350.

EBM

Electron Beam Melting er en type fusionstryk i pulverform. Den bruger en elektronstråle i stedet for den typiske laser til at smelte partikler og bygge delen. Det skaber utroligt stabile og modstandsdygtige strukturer ved at smelte metal til metal. I øjeblikket bruges og fremstilles denne teknologi kun af ét firma - GE Additive.

Sammenlignet med andre printere, der bruger lasere som varmekilde, bruger EBM-printere en elektronkanon til at udvinde elektroner fra for eksempel en wolframstålfilament i et vakuum. De bliver derefter fremskyndet og projiceret på det metalliske pulver, der afsættes for hvert lag.

Når projektet er udskrevet, fjernes overskydende pulver med en blæsepistol. Da hele processen foregår under et vakuum, oxiderer dele og pulver ikke, mens de bruges – og når printet er færdigt, kan en god del af det ubrugte pulver bruges direkte. Dette adskiller sig fra de fleste andre printteknikker og reducerer omkostningerne ved print markant, da materialer kan blive ret dyre, især når det kommer til metalfilamenter.

Sammenlignet med laserstråleprintere har elektronstråleprintere fordelen ved hastighed, men lider lidt med hensyn til præcision og maksimal produktionsstørrelse. Da strålen er bredere end en laser, kan nogle ting, der er mulige med en laser, ikke gøres i en EBM-printer. I betragtning af det begrænsede antal tilgængelige printermodeller er der også en begrænsning på delstørrelser – produktionsvolumen for en laserprinter kan nemt være det dobbelte af en sammenlignelig EBM-model.