Uvod
3D štampanje je opći tim više procesa, svaka tehnologija ima svoje beneficije i ograničenja, tako da je svaki proces 3D štampe pogodniji za posebne aplikacije od ostalih. Primijenit ćemo neke pristupe da vam pomognemo izaberite savršen način. Analizirat ćemo odabir tehnologije iz 3 različita ugla:
- Materijalni zahtjevi.
- Fizičke ili vizuelne karakteristike.
- Tehnološke mogućnosti poput tačnost, veličina dijelova.
Odabir tehnologije prema materijalu
Materijali za 3D štampanje su normalnog oblika u filamentu, prahu do smole, što zavisi od stvarnog procesa 3D štampanja. Polimeri i metal su dva glavna materijala za 3D štampanje, drugi materijali uključujući keramiku i kompozite. Polimeri takođe uključuju termoplaste i termoreaktivne materijale.
Nakon što su potrebni materijali potvrđeni, izbor procesa 3D štampe je jednostavno, zbog samo nekoliko tehnologija primjenjuju iste materijale. Dakle, samo trebamo uporediti cijenu i svojstva i odabrati najisplativije tehnologije 3D printanja.
Termoplastika
Termoplastika je najprikladniji materijal za funkcionalne primjene, uključujući dijelove za krajnju upotrebu i funkcionalne prototipove. Ovi materijali imaju odlične mehaničke osobine, visoku otpornost na udarce, visoku otpornost na abraziju i hemijsku otpornost. Također možemo dodati ugljik, staklo ili druge aditive u termoplastiku za poboljšanje konačnih fizičkih svojstava. Inženjerski termoplasti poput najlona, PEI i AS široko se primjenjuju za proizvodnju dijelova za industrijske primjene.
SLS može proizvesti dijelove s boljim mehaničkim i fizičkim svojstvima s većom preciznošću dimenzija. Međutim, FDM je ekonomičnija tehnologija sa kraćim vremenom.
Kao što je naše iskustvo sa termoplastičnim materijalima u 3D štampi, što su materijali bolja mehanička svojstva, to ih je teže proizvesti uz veće troškove.
Termoset
Termosetovi ili smole su pogodniji za dijelove sa estetskim zahtjevima, ovi materijali mogu proizvesti dijelove sa glatkim površinama poput injekcije i finim detaljima. Normalno, termosetovi imaju visoku krutost, dok su krhkiji od termoplasta. Dakle, materijali nisu prikladni za funkcionalne primjene. MJF može proizvesti dijelove s većom preciznošću dimenzija i glatkijim površinama, ali će cijena biti veća od SLA. Obje dvije tehnologije primjenjuju slične smole koje se stvrdnjavaju.
| Tehnologija 3D štampe | Materijali |
| MJF | Standardna smola Čvrsta smola (slično ABS-u) Izdržljiva smola (slična PP) Prozirna smolaZubna smola |
| SLA | Standardna smola Čvrsta smola (slično ABS-u) Izdržljiva smola (slična PP) Prozirna smolaZubna smola |
Metali
Metalni dijelovi za 3D štampu imaju odlična mehanička svojstva, koja mogu normalno raditi na visokim temperaturama. To ih ohrabruje da budu najidealnija tehnologija za lagane primjene u svemirskoj i medicinskoj industriji. DMLS dijelovi imaju superiorna mehanička svojstva i tolerancije, dok je Binder Jetting jeftiniji, a može proizvesti i veće dijelove.
| Tehnologija 3D štampe | Materijali |
| DMLS | Nerđajući čelikTitanAluminijum |
| Binder Jetting | Nehrđajući čelik |
Ostali materijali
Budući da se materijali poput keramike i pješčenjaka ne koriste široko, njihova primjena je ograničena. Jedina dostupna tehnologija je Binder Jetting.
| Tehnologija 3D štampe | Materijali |
| Binder Jetting | Keramika |
Odabir tehnologije prema primjeni
Jednom kada funkcija ili vizuelni izgled postanu glavno razmatranje dizajna u 3D štampanju, trebalo bi da se fokusiramo na odabir najprikladnijeg procesa, koji je najvažniji element za određivanje procesa odabira. Kao i prema našem iskustvu, termoplastični polimeri su prikladniji za funkcionalne primjene, dok su termosetovi prikladniji za vizualni izgled.
Funkcionalnost
Mi ćemo vam omogućiti da identifikujete najprikladniji proces 3D štampanja, koji se zasniva na zahtjevima dizajna za funkcije.
| Funkcionalnost | Tolerancija | Niska (±0,5 mm) | FDM |
| srednji (±0,3 mm) | SLS | ||
| Visoka (±0,1 mm) | MJFSLA | ||
| Visoka čvrstoća | Niska (< 30MPa) | FDM | |
| srednji (30-85MPa) | SLS | ||
| Visoka (> 85MPa) | DMLSBinder JettingFDM | ||
| Posebna svojstva | Hemijska otpornost | SLS | |
| Otpornost na toplotu | SLSSLA | ||
| Biokompatibilan | DMLSFDMSLA | ||
| Fleksibilno | Visoko izduženje | FDMSLS | |
| Mekana/poput gume | MJFSLA |
Osim toga, preporučujemo i neke sljedeće informacije:
- Nakon što dizajniramo dijelove koji će ometati druge komponente, trebali bismo definirati potreban nivo tolerancije. Kako god, veća tačnost dimenzija će povećati troškove. Alternativne opcije su da se karakteristike završi sa kritičnim dimenzijama ili malim detaljima nakon procesa 3D štampanja.
- Ukupna čvrstoća dijela ovisi o različitim mehaničkim i fizičkim svojstvima. Možemo koristiti vlačnu čvrstoću kao smjernicu za odabir, kako bismo pojednostavili odabir. Za visoku čvrstoću i krutost, DMLS ili FDM sa kontinuiranim karbonskim vlaknima savršen su izbor.
- Inženjerski materijali imaju posebna svojstva, kao što su otpornost na toplotu, hemijsku otpornost ili biokompatibilnost.
- Fleksibilnost je veliko istezanje pri prekidu, postoji TUP dostupan u SLS i FDM.
Vizuelni izgled
Nakon što je vizualni izgled glavna briga naših dijelova za 3D štampu, možemo odabrati najprikladniju tehnologiju prema sljedećem grafikonu.
| Vizuelni izgled | Glatka površina | Oznake podrške | SLA |
| Nema oznaka podrške | MJF | ||
| Transparent | Oznake podrške | SLA | |
| Nema oznaka podrške | MJF | ||
| Tekstura | Ispuna drva | FDM | |
| Metalno punjenje | FDM | ||
| Puna boja | Polimer | MJF | |
| Pijesak | Binder Jetting |
Osim toga, preporučujemo i neke sljedeće informacije:
- I SLA i MJF mogu proizvesti dijelove s glatkom površinom poput brizganog kalupa. Glavna razlika između ove dvije tehnologije je struktura podrške, MJF podrška je rastvorljiva, dok SLA podršku treba ukloniti ručno.
- MJF može proizvesti potpuno prozirne dijelove, dok SLA može proizvesti samo poluprozirne dijelove, koji se mogu naknadno obraditi na 100% optički čist.
- Posebna tekstura poput drveta ili metala može se proizvesti FDM filamentima s drvenom ili metalnom ispunom. Dijelovi poput gume su mekani, koji se mogu savijati i sabijati, ali nemaju performanse prave gume.
- MJF i Binder Jetting mogu pružiti mogućnosti štampanja u punoj boji. MJF takođe može ponuditi materijale sa boljim fizičkim svojstvima i sposobnošću za više materijala.
Odabir tehnologije prema proizvodnim mogućnostima
Kada se dizajn 3D štampanja završi, proizvodne mogućnosti svake tehnologije će odrediti konačni proces odabira. Od ključne je važnosti sagledati osnovnu mehaniku svake tehnologije i potpuno je razumjeti ključne prednosti i ograničenja.
Postoje neka pravila za tumačenje sljedećih podataka:
- Preciznost dimenzija određuje detalje o karakteristikama i kvalitetu dijelova. Proces sa većom preciznošću će stvoriti finije karakteristike.
- Veličina građe određuje maksimalne dimenzije dijelova. Za dijelove veće veličine, trebali bismo razmotriti podjelu dijela na više komponenti i kasnije sastavljanje.
- Potporna struktura određuje nivo slobode dizajna. Tehnologije bez podrške kao što je SLS, ili rastvorljiva podrška kao što je MJF, ili dvostruka ekstruzija kao što je FDM, imaju nekoliko ograničenja. Što može proizvesti više struktura slobodnog oblika.
| Tehnologija 3D štampe | Dimenzionalna tačnost | Build Size | Podrška |
| FDM | ±0,5 mm | 200×200×200 mm | Rastvorljivo dostupan |
| SLA | ±0,1 mm | 145×145×175 mm | Uvijek potrebno |
| SLS | ±0,3 mm | 300×300×300 mm | Nije potrebno |
| MJF | ±0,05 mm | 200×200×200 mm | Uvijek potrebno (rastvorljivo dostupno) |
| DMLS | ±0,1 mm | 200×200×200 mm | Uvijek potrebno |
| Binder Jetting | ±0,2 mm | 200×200×200 mm | Nije potrebno |
Visina sloja
Visina sloja je još jedan važan element koji treba uzeti u obzir pri odabiru tehnologije. Zbog aditivne prirode 3D štampe, visina sloja određuje glatkoću površine i minimalnu veličinu karakteristika. Manja visina sloja će smanjiti efekat stepenica i proizvesti precizniju površinu.
| Tehnologija 3D štampe | Tipična visina sloja |
| FDM | 50-400 mikrona |
| SLA | 25-100 mikrona |
| SLS | 80-120 mikrona |
| MJF | 16-30 mikrona |
| DMLS | 30-50 mikrona |
| Binder Jetting | 100 mikrona |
Zaključak
Trebalo bi da potvrdimo da li je funkcionalnost ili vizuelni izgled prvi prioritet u procesu ranog odabira. Jednom kada se potvrdi materijal, poređenje troškova i svojstava je glavna tačka procesa odabira. Ako ste zainteresirani za našu profesionalnu 3D tehnologiju, kontaktirajte naš inženjerski tim sada.