3D tlač sa stáva budúcnosťou výrobnej éry. Tiež známy ako aditívnu výrobu, je to zastrešujúci termín zahŕňajúci niekoľko výrobných technológií, ktoré vytvárajú diely po vrstve. Celkovo bolo doteraz identifikovaných a stanovených sedem kategórií aditívnych výrobných procesov.
Modelovanie tavenej depozitie (FDM)
FDM, tiež nazývaný tavená výroba vlákien (FFF), je v súčasnosti najobľúbenejšou technológiou 3D tlače.
Spôsob, akým FDM zvyčajne funguje, je, že cievka vlákna sa načíta do 3D tlačiarne a privádza sa do dýzy tlačiarne v extrúznej hlave. Dýza tlačiarne sa zahrieva na požadovanú teplotu, na základe ktorej motor tlačí vlákno cez vyhrievanú trysku, čo spôsobuje jeho roztavenie. Tlačiareň potom presunie vytláčaciu hlavu spolu so špecifikovanými súradnicami a položí roztavený materiál na zostavovaciu dosku, kde sa ochladí a stuhne. Po dokončení vrstvy tlačiareň pokračuje v položení ďalšej vrstvy. Tento proces tlače prierezov sa opakuje a buduje vrstvu na vrstve, kým sa objekt úplne nevytvorí.
FDM ponúka niekoľko výhod. Po prvé, FDM je jednou z najrýchlejších možností v 3D tlači, pretože diely vyrobené s FDM môžu byť pripravené za niekoľko minút alebo pár hodín. Po druhé, FDM má veľkú škálovateľnosť - dá sa ľahko zmenšiť na akúkoľvek veľkosť, čo vedie k nízkemu pomeru nákladov k veľkosti. Tlačiarne FDM sú neustále väčšie a lacnejšie, kvôli nízkym nákladom na diely a jednoduchým dizajnom. Po tretie, FDM je jedinou technológiou 3D tlače, ktorá využíva výrobné termoplasty, takže tlačené predmety majú vynikajúce mechanické, tepelné a chemické vlastnosti.
Technológia FDM je dnes široko rozšírená a používa sa v odvetviach, ako sú výrobcovia automobilov, výrobcovia potravín a výrobcovia toy.
Stereolitografia (SLA)
SLA je prvou inováciou 3D tlače na svete, ktorú predstavil Chuck Hull v roku 1986. A aj dnes je SLA stále nákladovo najefektívnejšou technológiou 3D tlače, ktorá je k dispozícii, keď sú potrebné časti s veľmi vysokou presnosťou alebo hladkým povrchom. Najlepšie výsledky sa dosiahnu, keď projektant využije výhody a obmedzenia výrobného procesu.
Tlačové stroje SLA nefungujú ako bežné stolové tlačiarne, ktoré vytláčajú určité množstvo atramentu na povrch. 3D tlačiarne SLA pracujú s prebytkom tekutého plastu, ktorý po chvíli vytvrdne a vytvorí sa na pevný objekt. Potom, čo plast vytvrdne, fáza tlačiarne klesne v nádrži o zlomok milimetra a laser vytvorí ďalšiu vrstvu, kým sa tlač nedokončí. Koniec koncov, vrstvy sú vytlačené, položka sa musí opláchnuť rozpúšťadlom a potom vložiť do ultrafialovej rúry na dokončenie spracovania.
Všeobecne povedané, SLA môže produkovať diely s veľmi vysokou rozmerovou presnosťou a zložitými detailmi. A diely vyrobené z SLA majú veľmi hladký povrch, takže sú ideálne pre vizuálne prototypy. Časti SLA sú však vo všeobecnosti krehké a nie sú vhodné pre funkčné prototypy. Mechanické vlastnosti a vizuálny vzhľad častí SLA sa časom degradujú, keď sú časti vystavené slnečnému žiareniu.
Živica, typ svetlo-reaktívneho termosetového polyméru, je najbežnejším materiálom používaným na SLA 3D tlač. Komerčne dostupné sú rôzne živice vrátane štandardných živíc, inžinierskych živíc, zubných a lekárskych živíc a odlievateľných živíc.
Selektívne laserové spekanie (SLS)
Vytvorenie objektu s technológiou fúzie práškového lôžka a polymérnym práškom je všeobecne známe ako selektívne laserové spekanie (SLS). Tento proces bol vyvinutý a patentovaný v roku 1980 Carlom Deckardom - vtedy vysokoškolským študentom na Texaskej univerzite - a jeho profesorom strojárstva Joeom Beamanom.
Predmety vytlačené SLS sú vyrobené z práškových materiálov, najčastejšie plastov, ako je nylon, ktoré sú rozptýlené v tenkej vrstve na vrchu zostavovej plošiny vo vnútri stroja SLS. Laser, ktorý je ovládaný počítačom, ktorý mu hovorí, aký objekt sa má "vytlačiť", pulzuje na platforme a sleduje prierez objektu na prášok. Laser ohrieva prášok buď tesne pod bodom varu (spekanie) alebo nad bodom varu (tavenie), ktorý spája častice v prášku do pevnej formy. Akonáhle sa vytvorí počiatočná vrstva, plošina stroja SLS klesne - zvyčajne o menej ako 0,1 mm - a vystaví novú vrstvu prášku, aby laser vystopoval a spojil. Tento proces pokračuje znova a znova, až kým sa nevytlačí celý objekt. Keď je objekt úplne vytvorený, pred odstránením sa nechá vychladnúť v stroji.
Najpozoruhodnejším rozdielom medzi SLS a SLA je, že používa práškový materiál v kadi namiesto tekutej živice v kocke, ako to robí SLS. Okrem toho SLS nemusí používať niektoré iné podporné štruktúry, pretože vytlačený objekt je obklopený neinteraným práškom.
