3D druka kļūst par ražošanas laikmeta nākotni. Pazīstams arī kā piedevu ražošana, tas ir jumta termins, kas ietver vairākas ražošanas tehnoloģijas, kas veido detaļas pa slānim. Kopumā līdz šim ir identificētas un noteiktas septiņas piedevu ražošanas procesu kategorijas.
Kausēta nosēdumu modelēšana (FDM)
FDM, ko sauc arī par kausētu kvēldiega ražošanu (FFF), pašlaik ir populārākā 3D drukāšanas tehnoloģija.
Veids, kā FDM parasti darbojas, ir tas, ka kvēldiega spole tiek ielādēta 3D printerī un ievadīta printera sprauslā ekstrūzijas galvā. Printera sprausla tiek uzsildīta līdz vēlamajai temperatūrai, pēc tam motors izspiež kvēldiegu caur apsildāmo sprauslu, izraisot tā izkausēšanu. Pēc tam printeris pārvieto ekstrūzijas galvu kopā ar noteiktām koordinātām, novietojot izkausēto materiālu uz konstrukcijas plāksnes, kur tas atdziest un sacietē. Kad slānis ir pabeigts, printeris turpina nolikt citu slāni. Šis šķērsgriezumu drukāšanas process tiek atkārtots, veidojot slāni uz slāņa, līdz objekts ir pilnībā izveidots.
FDM piedāvā vairākas priekšrocības. Pirmkārt, FDM ir viena no ātrākajām 3D drukāšanas izvēlēm, jo detaļas, kas ražotas ar FDM, var būt gatavas dažu minūšu vai pāris stundu laikā. Otrkārt, FDM ir liela mērogojamība - to var viegli mērogot līdz jebkuram izmēram, tādējādi izraisot zemu izmaksu un izmēra attiecību. FDM printeri nepārtraukti tiek padarīti lielāki un lētāki zemo daļu izmaksu un vienkāršo dizainu dēļ. Treškārt, FDM ir vienīgā 3D drukāšanas tehnoloģija, kas izmanto ražošanas kvalitātes termoplastiku, tāpēc drukātajiem priekšmetiem ir lieliskas mehāniskās, termiskās un ķīmiskās īpašības.
FDM tehnoloģija šodien ir plaši izplatīta un tiek izmantota tādās nozarēs kā automobiļu ražotāji, pārtikas ražotāji un sojas ražotāji.
Stereolītogrāfija (SLA)
SLA ir pasaulē pirmā 3D drukāšanas inovācija, ko 1986. gadā ieviesa Chuck Hull. Un pat šodien SLA joprojām ir vislētākā pieejamā 3D drukāšanas tehnoloģija, ja ir nepieciešamas ļoti augstas precizitātes vai gludas virsmas apdares daļas. Labākie rezultāti tiek sasniegti, kad dizainers izmanto ražošanas procesa priekšrocības un ierobežojumus.
SLA drukas iekārtas nedarbojas kā parastie galda printeri, kas izspiedīs zināmu tintes daudzumu uz virsmas. SLA 3D printeri darbojas ar lieko šķidro plastmasu, kas pēc kāda laika sacietē un veidojas līdz cietam objektam. Pēc tam, kad plastmasa sacietē, printera posms nokrīt tvertnē milimetra daļa un lāzers veido citu slāni, līdz drukāšana ir pabeigta. Galu galā, slāņi tiek drukāti, priekšmets ir jānomazgā, izmantojot šķīdinātāju, un pēc tam jāievieto ultravioletajā krāsnī, lai pabeigtu apstrādi.
Vispārīgi runājot, SLA var ražot detaļas ar ļoti augstu izmēru precizitāti un sarežģītām detaļām. Un detaļām, kas izgatavotas no SLA, ir ļoti gluda virsmas apdare, padarot tās ideāli piemērotas vizuāliem prototipiem. Tomēr SLA detaļas parasti ir trauslas un nav piemērotas funkcionāliem prototipiem. SLA daļu mehāniskās īpašības un vizuālais izskats laika gaitā noārdīsies, kad daļas ir pakļautas saules gaismas iedarbībai.
Sveķi, gaismas reaktīva termoreaktīva polimēra veids, ir visizplatītākais materiāls, ko izmanto SLA 3D drukāšanai. Tirdzniecībā ir pieejami dažādi sveķi, tostarp standarta sveķi, inženiertehniskie sveķi, zobu un medicīnas sveķi un liešanas sveķi.
Selektīvā lāzera saķepināšana (SLS)
Objekta izveide ar pulvera gultnes saplūšanas tehnoloģiju un polimēra pulveri parasti ir pazīstama kā selektīvā lāzera saķepināšana (SLS). Šo procesu 80. gados izstrādāja un patentēja Karls Dekards - tolaik Teksasas Universitātes bakalaura students - un viņa mašīnbūves profesors Džo Bīmans.
Priekšmeti, kas apdrukāti ar SLS, ir izgatavoti no pulvera materiāliem, visbiežāk no plastmasas, piemēram, neilona, kas ir izkliedēti plānā slānī uz būvniecības platformas SLS mašīnas iekšpusē. Lāzers, ko kontrolē dators, kas tam norāda, kādu objektu "drukāt", impulsē uz platformas, izsekojot objekta šķērsgriezumu uz pulvera. Lāzers uzsilda pulveri vai nu tieši zem tā viršanas punkta (saķepināšana), vai virs viršanas punkta (kušana), kas sakausē pulvera daļiņas cietā veidā. Kad sākotnējais slānis ir izveidots, SLS mašīnas platforma nokrīt - parasti par mazāk nekā 0,1mm - pakļaujot jaunu pulvera slāni lāzeram, lai izsekotu un drošinātu kopā. Šis process turpinās atkal un atkal, līdz tiek izdrukāts viss objekts. Kad objekts ir pilnībā izveidots, tas tiek atstāts atdzist mašīnā pirms noņemšanas.
Ievērojamākā atšķirība starp SLS un SLA ir tā, ka tā izmanto pulverveida materiālu mucā, nevis šķidros sveķus kubā, kā to dara SLS. Turklāt SLS nav jāizmanto dažas citas atbalsta struktūras, jo drukājamais objekts ir apvīts ar neglaizdētu pulveri.
