Технологии 3D-печати

3D-печатью называют процесс послойного создания реального объекта по его цифровой 3D-модели с помощью специальных устройств – 3D-принтеров.
3D-печать и 3D-принтер – это общие определения, которые включают в себя несколько разных устройств и технологий.

Технологии 3D-печати:

FDM – технология моделирования методом наплавления.
На данный момент самая дешевая и распространенная технология 3D-печати. Эта технология обрела свою популярность за счет открытых проектов в сети Internet, благодаря, которым каждый пользователь может собрать 3D-принтер у себя дома или воспользоваться библиотекой бесплатных моделей для 3D-печати (о них мы расскажем в других статьях), а также за счет маленьких частных компаний, производящих относительно недорогие 3D-принтеры для домашнего пользования.
Суть технологии FDM состоит в следующем:
Объект получается за счет послойного нанесения расплавленных нитей материала по заданной программе.  (см. рис.)

Обычно в качестве материала используются термопласты (пластики, которые под действием температур переходят в жидкое состояние). На данный момент научились печатать почти всеми известными термопластами (пример: нейлон, abs, pla, pom, полиэтилены, поликарбонат, полипропилен и др.). Более подробно рассмотрим эту технологию в отдельной статье.

SLA – технология 3D печати методом стереолитографии.
Суть технологии SLA состоит в том, что объект образуется слой за слоем из жидких полимерных смол, которые отверждаются за счет воздействия на них света высокой интенсивности (УФ-излучение, лазер). (см. рис.)

Основным преимуществом этой технологии является точность получаемых изделий, поэтому данная технология так популярна в ювелирной и медицинской сфере.

SLA 3D-принтеры и расходные материалы обычно стоят на порядок дороже 3D-принтеров, которые работают по FDM технологии, однако в настоящий момент появляется все больше фирм, которые работают в сторону уменьшения стоимости и доступности этой технологии.

DLP – (Цифровая Светодиодная Проекция) технология 3D печати, сходная по своей сути с технологией SLA.

Главным отличием технологии DLP от SLA является использование в качестве источника излучения для отверждения фотополимерной смолы цифровых светодиодных проекторов. Благодаря этому снижается стоимость производства 3D-принтеров, способных работать с фотополимерами. Однако стоимость расходных материалов остается такой же как и у технологии SLA.

Данная технология также имеет высокие показатели точности печати и также применяется в ювелирном деле, медицине и тд.

SLS – технология Селективного Лазерного Спекания

SLS работает следующим образом – лазер или несколько лазеров точечно расплавляют (спекают) порошкообразный материал согласно заданной программе (см. картинку). Спекание происходит слой за слоем, как и в других технологиях 3D-печати. После того как спекание на слое полностью закончено, сверху засыпается и разравнивается новый слой вещества, после чего продолжается процесс спекания.

Основное преимущество этой технологии заключается в том, что печать изделия не нуждается в поддержках (дополнительные 3D-печатные структуры, для поддерживания нависающих частей изделий), так как объект печатается в толще порошкообразного материала, который и выступает в качестве поддержки.

Материалами для технологии SLS, могут служить порошкообразные пластмассы, стекло, керамика, металлы.

Благодаря широкому спектру используемых материалов, а также возможности создавать сложные формы и не обращать внимание на их геометрию, технология SLS обрела большую популярность по всему миру в разных сферах жизни (дизайн, медицина, одежда, инженерия и многое другое).

3DP/CJP – Струйная трехмерная печать/цветная струйная печать. Эти две технологии можно объединить, так как одна технология (CJP) является прямым продолжателем второй.

Технология трехмерной струйной печати является одним из самых старых методов 3D-печати, но остается популярна и по сегодняшний день.

Суть технологии заключается в следующем:
Объект так же, как и в технологии SLS, создается из порошкового материала, однако склеивание материала происходит не под действием температуры, а с помощью полимерных клеев, которые наносятся струйной головкой (как в обычных струйных принтерах).

Особенностью этой технологии является то, что благодаря использованию струйной печатной головки можно создавать полноцветные печатные объекты. Происходит это за счет добавление в клеевую смесь тонера(колера). Поскольку изделия создаются благодаря склеиванию, они значительно уступают в прочности изделиям, созданным с помощью других технологий.

В качестве материалов в данной технологии могут выступать почти любые порошкообразные материалы: песок, гипс, керамика, металлы, пластик и т.д.

Эта технология нашла применение в различных сферах жизни (инжиниринг, медицина, прототипирование и др.) слегка изменяясь для конкретных задач.

В этой статье вкратце перечислены основные самые популярные технологии 3D-печати. Подробнее о технологиях 3D-печати будет рассказано в отдельных посвященных им статьях.