Изготовление прототипов и 3d печать

Сущность технологии быстрого прототипирования - это послойный синтез или послойное "выращивание" модели или готового изделия непосредственно по электронным данным –
компьютерной CAD-модели (формат STL) без использования технологической оснастки.
Преимущества: скорость, точность, снижение затрат на НИОКР. RP-технология особенно привлекательна для изготовления опытных, единичных, эксклюзивных и уникальных образцов, поскольку не требует изготовления специальной оснастки, минимизирует ручной труд. Широко используется в машиностроении, электронной и электротехнической промышленностях, полиграфии, медицине, ювелирном деле, архитектурном моделировании и т.д.

«3d печать»

Зачастую вместо более правильного и точного термина Rapid Prototyping (Быстрое прототипирование) применяют понятие «3d печать».
На сегодняшний день существует большое количество технологий объемной 3d печати, но во всех лежит один и тот же принцип послойного создания твердой геометрии.
Применение технологий быстрого прототипирования (3d печать) позволяет оценить внешний вид детали, провести различные испытания и проверить изделие на наличие конструкторских ошибок, также применяется для изготовления силиконовой оснастки при необходимости изготовления партии деталей.
Ниже приведены описания основных технологий изготовления прототипов (3d печати), получившие самое широкое распространение.

Технологии изготовления прототипов

SLA- Stereo Lithography Apparatus, стереолитография

Технология подразумевает использование в качестве модельного материала специального фотополимера – светочувствительной смолы. Основой в данном процессе является ультрафиолетовый лазер, который последовательно переводит поперечные сечения модели на поверхность емкости со светочувствительной смолой. Жидкий пластик затвердевает только в том месте, где прошел лазерный луч. Затем новый жидкий слой наносится на затвердевший слой, и новый контур намечается лазером. Процесс повторяется до завершения построения модели. Стереолитография – наиболее распространенная RP-технология. Она охватывает практически все отрасли материального производства от медицины до тяжелого машиностроения. SLA-технология позволяет быстро и точно построить модель изделия практически любых размеров. Качество поверхностей зависит от шага построения. Современные машины обеспечивают шаг построения 0,1…0,025 мм. SLA-технология дает наилучший результат при изготовлении мастер-моделей для последующего изготовления силиконовых форм и литья в них полимерных смол, а также ювелирных мастер-моделей.

SLS - Selective Laser Sintering – селективное лазерное спекание.

Согласно этому процессу модели создаются из порошковых материалов за счет эффекта спекания при помощи энергии лазерного луча. В данном случае, в отличие от SLA-процесса, лазерный луч является не источником света, а источником тепла. Попадая на тонкий слой порошка, лазерный луч спекает его частицы и формирует твердую массу, в соответствие с геометрией детали. В качестве материалов используются полиамид, полистирол, песок и порошки некоторых металлов.Существенным преимуществом SLS-процесса является отсутствие так называемых поддержек при построении модели. В процессе SLA при построении нависающих элементов детали используются специальные поддержки, предохраняющие свежепостроенные тонкие слои модели от обрушения.
В SLS-процессе в таких поддержках нет необходимости, поскольку построение ведется в однородной массе. После построения модель извлекается из массива порошка и очищается. Модели из полистирола предназначены для получения отливок методом "выжигаемых моделей". Наиболее популярным модельным материалом является порошковый полиамид. Этот материал применяется для создания макетов, масштабных копий, функциональных моделей, т. е. моделей способных выполнить свою функцию, как деталь машины или устройства. Например, детали облицовки салона автомобиля или декоративные элементы кузова.

FDM - Fused Deposition Modeling

При FDM–процессе - послойное наложение расплавленной полимерной нити) термопластичный моделирующий материал, диаметр которого составляет 0.07 дюйма (1,78 мм), подаётся через экструзионную (выдавливающую) головку с контролируемой температурой, нагреваясь в ней до полужидкого состояния. Выдавливающая головка наносит материал очень тонкими слоями на неподвижное основание. Головка выдавливает материал с очень высокой точностью. Последующие слои также ложатся на предыдущие, солидифируются (отвердевают), соединяются друг с другом.