Einführung
3d Drucken ist das allgemeine Team von mehreren Prozessen, jede Technologie hat ihre Vorteile und Einschränkungen, daher ist jedes 3D-Druckverfahren für spezielle Anwendungen besser geeignet als andere. Wir werden einige Ansätze anwenden, um Sie dabei zu unterstützen Wählen Sie den perfekten Weg. Wir werden die Technologieauswahl aus drei verschiedenen Blickwinkeln analysieren:
- Materialbedarf.
- Physische oder visuelle Eigenschaften.
- Technologiefähigkeit wie Richtigkeit, Teilegröße.
Technologieauswahl nach Material
3D-Druckmaterialien sind normale Form in Filament, Pulver zu Harz, was vom tatsächlichen 3D-Druckprozess abhängt. Polymere und Metall sind zwei Hauptmaterialien für den 3D-Druck, andere Materialien sind Keramik und Verbundwerkstoffe. Polymere schließen auch Thermoplaste und Duroplaste ein.
Sobald die erforderlichen Materialien bestätigt sind, wird die Auswahl des 3D-Druckverfahrens ist einfach, da nur wenige Technologien die gleichen Materialien verwenden. Wir müssen also nur die Kosten und Eigenschaften vergleichen und die kostengünstigsten 3D-Drucktechnologien auswählen.
Thermoplaste
Thermoplaste sind die am besten geeigneten Materialien für funktionelle Anwendungen, einschließlich Endverbrauchsteilen und funktionellen Prototypen. Diese Materialien haben hervorragende mechanische Eigenschaften, hohe Schlagzähigkeit, hohe Abriebfestigkeit und chemische Beständigkeit. Wir können Thermoplasten auch Kohlenstoff, Glas oder andere Zusatzstoffe hinzufügen, um die endgültigen physikalischen Eigenschaften zu verbessern. Technische Thermoplaste wie Nylon, PEI und AS werden häufig zur Herstellung von Teilen für industrielle Anwendungen eingesetzt.
SLS kann Teile mit besseren mechanischen und physikalischen Eigenschaften und höherer Maßgenauigkeit herstellen. FDM ist jedoch eine wirtschaftlichere Technologie mit weniger Vorlaufzeit.
Unsere Erfahrung mit thermoplastischen Materialien im 3D-Druck zeigt: Je besser die mechanischen Eigenschaften des Materials sind, desto schwieriger ist es, es zu höheren Kosten herzustellen.
Duroplaste
Duroplaste oder Harze eignen sich besser für Teile mit ästhetischen Anforderungen, diese Materialien können Teile mit spritzgussartiger glatter Oberfläche und feinen Details herstellen. Normalerweise haben Duroplaste eine hohe Steifigkeit, sind aber spröder als Thermoplaste. Daher sind diese Materialien für funktionale Anwendungen nicht geeignet. MJF kann Teile mit höherer Maßgenauigkeit und glatteren Oberflächen herstellen, aber die Kosten sind höher als bei SLA. Beide zwei Technologien wenden ähnliche poto-härtbare Harze an.
| 3D-Drucktechnologie | Materialien |
| MJF | StandardharzZähes Harz (ABS-ähnlich)Haltbares Harz (PP-ähnlich)Klares HarzDentalharz |
| SLA | StandardharzZähes Harz (ABS-ähnlich)Haltbares Harz (PP-ähnlich)Klares HarzDentalharz |
Metalle
3D-Druckteile aus Metall haben hervorragende mechanische Eigenschaften, die bei hohen Temperaturen normal funktionieren. Dies ermutigt sie, die idealste Technologie für Leichtbauanwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizintechnik zu sein. DMLS-Teile haben überlegene mechanische Eigenschaften und Toleranzen, während Binder Jetting billiger ist und auch größere Teile produzieren kann.
| 3D-Drucktechnologie | Materialien |
| DMLS | EdelstahlTitanAluminium |
| Binder-Jetting | Rostfreier Stahl |
Andere Materialien
Da Materialien wie Keramik und Sandstein nicht weit verbreitet sind, sind ihre Anwendungen begrenzt. Die einzige verfügbare Technologie ist Binder Jetting.
| 3D-Drucktechnologie | Materialien |
| Binder-Jetting | Keramik |
Technologieauswahl nach Anwendung
Sobald die Funktion oder das Erscheinungsbild beim 3D-Druck zu den wichtigsten Designüberlegungen geworden sind, sollten wir uns auf die Auswahl des am besten geeigneten Verfahrens konzentrieren, das das wichtigste Element für die Bestimmung des Auswahlverfahrens ist. Nach unserer Erfahrung eignen sich thermoplastische Polymere eher für funktionale Anwendungen, während Duroplaste für die Optik besser geeignet sind.
Funktionalität
Wir helfen Ihnen, das am besten geeignete 3D-Druckverfahren zu identifizieren, das auf den Designanforderungen für Funktionen basiert.
| Funktionalität | Toleranz | Niedrig (±0,5 mm) | FDM |
| Mittel (±0,3 mm) | SLS | ||
| Hoch (±0,1 mm) | MJFSLA | ||
| Hohe Festigkeit | Niedrig (< 30 MPa) | FDM | |
| Mittel (30-85 MPa) | SLS | ||
| Hoch (> 85 MPa) | DMLSBinder JettingFDM | ||
| Besondere Eigenschaften | Chemische Resistenz | SLS | |
| Hitzebeständigkeit | SLSSLA | ||
| Biokompatibel | DMLSFDMSLA | ||
| Flexibel | Hohe Dehnung | FDMSLS | |
| Weich/Gummiartig | MJFSLA |
Darüber hinaus empfehlen wir auch einige Informationen wie folgt:
- Sobald Teile konstruiert sind, die andere Komponenten stören, sollten wir die erforderlichen Toleranzen definieren. Jedoch, höhere Maßhaltigkeit wird die Kosten erhöhen. Alternative Optionen sind die Endbearbeitung von Merkmalen mit kritischen Abmessungen oder kleinen Details nach dem 3D-Druckprozess.
- Die Gesamtteilfestigkeit hängt von verschiedenen mechanischen und physikalischen Eigenschaften ab. Wir können die Zugfestigkeit als Auswahlhilfe verwenden, um die Auswahl zu vereinfachen. Für hohe Festigkeit und Steifigkeit sind DMLS oder FDM mit Endlos-Carbonfasern die perfekte Wahl.
- Technische Werkstoffe haben besondere Eigenschaften, wie Hitzebeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit oder Biokompatibilität.
- Flexibilität ist die hohe Bruchdehnung, es gibt TUP in SLS und FDM.
Erscheinungsbild
Sobald das optische Erscheinungsbild das Hauptanliegen unserer 3D-Druckteile ist, können wir anhand der folgenden Tabelle die am besten geeignete Technologie auswählen.
| Erscheinungsbild | Glatte Oberfläche | Unterstützungsmarken | SLA |
| Keine Stützspuren | MJF | ||
| Transparent | Unterstützungsmarken | SLA | |
| Keine Stützspuren | MJF | ||
| Textur | Holzfüllung | FDM | |
| Metallfüllung | FDM | ||
| Volle Farbe | Polymer | MJF | |
| Sand | Binder-Jetting |
Darüber hinaus empfehlen wir auch einige Informationen wie folgt:
- Sowohl SLA als auch MJF sind in der Lage, Teile mit glatter und spritzgussähnlicher Oberfläche herzustellen. Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Technologien sind Stützstrukturen, MJF-Unterstützung ist löslich, während SLA-Unterstützung manuell entfernt werden muss.
- MJF kann vollständig transparente Teile herstellen, während SLA nur halbtransparente Teile herstellen kann, die zu 100% optisch klar nachbearbeitet werden können.
- Eine spezielle Textur wie holzähnlich oder metallähnlich kann durch holzgefüllte oder metallgefüllte FDM-Filamente erzeugt werden. Gummiähnliche Teile sind weich, die sich biegen und komprimieren lassen, aber es fehlt die Leistung von echtem Gummi.
- MJF und Binder Jetting können Vollfarbdruckfunktionen bereitstellen. MJF kann auch Materialien mit besseren physikalischen Eigenschaften und Multi-Material-Fähigkeit anbieten.
Technologieauswahl nach Fertigungskapazitäten
Sobald das 3D-Druckdesign abgeschlossen ist, bestimmen die Fertigungsmöglichkeiten jeder Technologie den endgültigen Auswahlprozess. Es ist wichtig, die grundlegende Mechanik jeder Technologie zu überblicken und vollständig zu verstehen Hauptvorteile und Einschränkungen.
Es gibt einige Regeln, um die folgenden Daten zu interpretieren:
- Dimensionale Genauigkeit bestimmt die Merkmalsdetails und die Teilequalität. Prozesse mit höherer Genauigkeit erzeugen feinere Merkmale.
- Baugröße bestimmt die maximalen Abmessungen der Teile. Bei Teilen mit überschrittener Baugröße sollten wir in Betracht ziehen, das Teil in mehrere Komponenten aufzuteilen und später zusammenzubauen.
- Stützstruktur bestimmt die Gestaltungsfreiheit. Technologien ohne Unterstützung wie SLS oder auflösbare Unterstützung wie MJF oder Dual-Extrusion wie FDM haben nur wenige Einschränkungen. Was mehr Freiformstrukturen erzeugen kann.
| 3D-Drucktechnologie | Dimensionale Genauigkeit | Baugröße | Die Unterstützung |
| FDM | ±0,5mm | 200 x 200 x 200 mm | Auflösbar erhältlich |
| SLA | ±0,1 mm | 145 × 145 × 175 mm | Immer erforderlich |
| SLS | ±0,3mm | 300 x 300 x 300 mm | Nicht benötigt |
| MJF | ±0,05 mm | 200 x 200 x 200 mm | Immer erforderlich (auflösbar verfügbar) |
| DMLS | ±0,1 mm | 200 x 200 x 200 mm | Immer erforderlich |
| Binder-Jetting | ±0,2 mm | 200 x 200 x 200 mm | Nicht benötigt |
Schichthöhe
Die Schichthöhe ist ein weiteres wichtiges Element, das wir bei der Technologieauswahl berücksichtigen sollten. Aufgrund der additiven Natur des 3D-Drucks bestimmt die Schichthöhe die Oberflächenglätte und die minimale Strukturgröße. Die geringere Schichthöhe verringert den Treppenstufeneffekt und erzeugt eine genauere Oberfläche.
| 3D-Drucktechnologie | Typische Schichthöhe |
| FDM | 50-400 Mikron |
| SLA | 25-100 Mikron |
| SLS | 80-120 Mikron |
| MJF | 16-30 Mikron |
| DMLS | 30-50 Mikron |
| Binder-Jetting | 100 Mikrometer |
Fazit
Wir sollten bestätigen, ob die Funktionalität oder das optische Erscheinungsbild im frühen Auswahlprozess die erste Priorität haben. Sobald das Material bestätigt ist, ist ein Vergleich der Kosten mit den Eigenschaften der Hauptpunkt des Auswahlprozesses. Wenn Sie an unserer professionellen 3D-Technologie interessiert sind, kontaktieren Sie jetzt unser Engineering-Team.