Введение
3D-печать это общая команда нескольких процессов, каждая технология имеет свою преимущества и ограничения, поэтому каждый процесс 3D-печати больше подходит для особых применений, чем другие. Мы применим некоторые подходы, которые помогут вам выберите идеальный способ. Мы проанализируем выбор технологии с трех разных точек зрения:
- Требование к материалу.
- Физические или визуальные характеристики.
- Технологические возможности, такие как точность, размер детали.
Выбор технологии по материалу
Материалы для 3D-печати представляют собой обычную нить, порошок или смолу, что зависит от фактического процесса 3D-печати. Полимеры и металл — два основных материала для 3D-печати, а также другие материалы, включая керамику и композиты. Полимеры также включают термопласты и реактопласты.
После подтверждения необходимых материалов выбор процесса 3D-печати Это легко, поскольку всего в нескольких технологиях применяются одни и те же материалы. Так что нам просто нужно сравнить стоимость и свойства и выбрать наиболее экономически выгодные технологии 3D-печати.
Термопласты
Термопласты являются наиболее подходящими материалами для функционального применения, включая детали конечного использования и функциональные прототипы. Эти материалы обладают отличными механическими свойствами, высокой ударопрочностью, высокой стойкостью к истиранию и химическому воздействию. Мы также можем добавлять в термопласты углерод, стекло или другие добавки для улучшения конечных физических свойств. Технические термопласты, такие как нейлон, PEI и AS, широко применяются для производства деталей промышленного назначения.
SLS позволяет производить детали с лучшими механическими и физическими свойствами и более высокой точностью размеров. Однако FDM — более экономичная технология с меньшим временем выполнения.
Наш опыт использования термопластических материалов в 3D-печати показывает, что чем лучше механические свойства материала, тем сложнее производить его и иметь более высокую стоимость.
Реактопласты
Реактопласты или смолы больше подходят для деталей с эстетическими требованиями. Из этих материалов можно изготавливать детали с гладкой поверхностью и мелкими деталями, напоминающими инъекцию. Обычно термореактивные материалы обладают высокой жесткостью, но при этом более хрупкие, чем термопласты. Поэтому эти материалы не подходят для функционального применения. MJF может производить детали с более высокой точностью размеров и более гладкими поверхностями, но стоимость будет выше, чем у SLA. В обеих технологиях используются схожие смолы, поддающиеся термическому отверждению.
| Технология 3D-печати | Материалы |
| МДЖФ | Стандартная смолаПрочная смола (подобная АБС)Прочная смола (подобная ПП)Прозрачная смолаСтоматологическая пластмасса |
| Соглашение об уровне обслуживания | Стандартная смолаПрочная смола (подобная АБС)Прочная смола (подобная ПП)Прозрачная смолаСтоматологическая пластмасса |
Металлы
Металлические детали для 3D-печати обладают превосходными механическими свойствами и могут нормально работать при высоких температурах. Это побуждает их стать самой идеальной технологией для легких приложений в аэрокосмической и медицинской промышленности. Детали DMLS имеют превосходные механические свойства и допуски, тогда как Binder Jetting дешевле и позволяет производить детали большего размера.
| Технология 3D-печати | Материалы |
| ДМЛС | Нержавеющая стальТитанАлюминий |
| Связующее струйное | Нержавеющая сталь |
Другие материалы
Поскольку такие материалы, как керамика и песчаник, не получили широкого применения, их применение ограничено. Единственная доступная технология — Binder Jetting.
| Технология 3D-печати | Материалы |
| Связующее струйное | Керамика |
Выбор технологии по применению
Как только функция или внешний вид станут основным фактором дизайна в 3D-печати, мы должны сосредоточиться на выборе наиболее подходящего процесса, который является наиболее важным элементом, определяющим процесс выбора. Как показывает наш опыт, термопластичные полимеры больше подходят для функциональных применений, тогда как термореактивные полимеры лучше подходят для внешнего вида.
Функциональность
Мы предоставим вам возможность определить наиболее подходящий процесс 3D-печати, основанный на проектных требованиях к функциям.
| Функциональность | Толерантность | Низкий (±0,5 мм) | ФДМ |
| Средний (±0,3 мм) | СЛС | ||
| Высокий (±0,1 мм) | МДЖФЛА | ||
| Высокая прочность | Низкое (< 30 МПа) | ФДМ | |
| Средний (30-85МПа) | СЛС | ||
| Высокое (> 85 МПа) | DMLSBinder JettingFDM | ||
| Особые свойства | Химическая устойчивость | СЛС | |
| Термостойкость | СЛССЛА | ||
| Биосовместимый | ДМЛСФДМСЛА | ||
| Гибкий | Высокое удлинение | ФДМСЛС | |
| Мягкий/резиноподобный | МДЖФЛА |
Кроме того, мы также рекомендуем следующую информацию:
- После проектирования деталей, которые будут мешать другим компонентам, мы должны определить необходимый уровень допусков. Однако, более высокая точность размеров увеличит стоимость. Альтернативный вариант — доработка элементов с критическими размерами или мелкими деталями после процесса 3D-печати.
- Общая прочность детали зависит от различных механических и физических свойств. Мы можем использовать прочность на разрыв в качестве ориентира при выборе, чтобы упростить выбор. Для обеспечения высокой прочности и жесткости идеальным выбором являются DMLS или FDM с непрерывными углеродными волокнами.
- Инженерные материалы обладают особыми свойствами, такими как термостойкость, химическая стойкость или биосовместимость.
- Гибкость – высокое удлинение при разрыве, TUP доступен в SLS и FDM.
Внешний вид
Поскольку внешний вид является основной задачей наших деталей для 3D-печати, мы можем выбрать наиболее подходящую технологию с помощью следующей таблицы.
| Внешний вид | Гладкая поверхность | Знаки поддержки | Соглашение об уровне обслуживания |
| Никаких знаков поддержки | МДЖФ | ||
| Прозрачный | Знаки поддержки | Соглашение об уровне обслуживания | |
| Никаких знаков поддержки | МДЖФ | ||
| Текстура | Деревянный наполнитель | ФДМ | |
| Металлопластиковый | ФДМ | ||
| Полноцветный | Полимер | МДЖФ | |
| Песок | Связующее струйное |
Кроме того, мы также рекомендуем следующую информацию:
- И SLA, и MJF способны производить детали с гладкой поверхностью, напоминающей литье под давлением. Основное различие этих двух технологий — структуры поддержки: поддержка MJF решаема, а поддержку SLA необходимо удалять вручную.
- MJF может производить полностью прозрачные детали, тогда как SLA может производить только полупрозрачные детали, которые можно подвергнуть постобработке до оптически прозрачности 100%.
- Особая текстура, подобная дереву или металлу, может быть получена с помощью нитей FDM с древесным или металлическим наполнителем. Резиновые детали мягкие, их можно сгибать и сжимать, но они не обладают характеристиками настоящей резины.
- MJF и Binder Jetting могут обеспечить возможности полноцветной печати. MJF также может предложить материалы с лучшими физическими свойствами и возможностью использования нескольких материалов.
Выбор технологии по производственным возможностям
После завершения проектирования 3D-печати производственные возможности каждой технологии будут определять окончательный процесс выбора. Крайне важно рассмотреть фундаментальную механику каждой технологии и полностью понять ключевые преимущества и ограничения.
Существуют некоторые правила интерпретации следующих данных:
- Точность размеров определяет детали функции и качество деталей. Процесс с более высокой точностью позволит создать более мелкие детали.
- Размер сборки определяет максимальные размеры детали. Для деталей, превышающих размер сборки, нам следует рассмотреть возможность разделения детали на несколько компонентов и сборки позже.
- Структура поддержки определяет уровень свободы дизайна. Технологии без поддержки, такие как SLS, или растворимая поддержка, как MJF, или двойная экструзия, как FDM, имеют мало ограничений. Что может создать больше структур произвольной формы.
| Технология 3D-печати | Точность размеров | Размер сборки | Поддерживать |
| ФДМ | ±0,5 мм | 200×200×200 мм | Растворимый доступен |
| Соглашение об уровне обслуживания | ±0,1 мм | 145×145×175 мм | Всегда требуется |
| СЛС | ±0,3 мм | 300×300×300 мм | Не требуется |
| МДЖФ | ±0,05 мм | 200×200×200 мм | Всегда требуется (доступны растворимые) |
| ДМЛС | ±0,1 мм | 200×200×200 мм | Всегда требуется |
| Связующее струйное | ±0,2 мм | 200×200×200 мм | Не требуется |
Высота слоя
Высота слоя – еще один важный элемент, который следует учитывать при выборе технологии. Из-за аддитивного характера 3D-печати высота слоя определяет гладкость поверхности и минимальный размер элементов. Меньшая высота слоя уменьшит эффект ступенчатости лестницы и обеспечит более точную поверхность.
| Технология 3D-печати | Типичная высота слоя |
| ФДМ | 50-400 микрон |
| Соглашение об уровне обслуживания | 25-100 микрон |
| СЛС | 80-120 микрон |
| МДЖФ | 16-30 микрон |
| ДМЛС | 30-50 микрон |
| Связующее струйное | 100 микрон |
Заключение
Мы должны подтвердить, является ли функциональность или внешний вид главным приоритетом в процессе раннего выбора. После подтверждения материала основным моментом процесса выбора является сравнение стоимости и свойств. Если вас интересуют наши профессиональные 3D-технологии, свяжитесь с нашей командой инженеров прямо сейчас.