Вот это новости! KLONA больше не занимается 3D-печатью фотополимером и спеканием порошка. Однако мы продолжаем сопровождать процесс воплощения наших проектов по 3D-дизайну, промышленному дизайну или разработке электроники. В конце статьи вы сможете найти табличку с актуальными контактами подрядчиков в РФ.

Что такое фотополимерная печать?

Фотополимеризация представляет собой трехмерную технологию печати, при которой капли жидкого пластика подвергаются воздействию лазерного луча или ультрафиолетового излучения. Во время таких манипуляций, свет превращает жидкость в твердое вещество.

Для печати фотополимером используют смолы, которые затвердевают под воздействием лазерных, светодиодных или ультрафиолетовых лучей. Соответственно, существуют следующие типы фотополимерной 3D-печати:

• PolyJet и MJM — метод печати, при котором материал выходит из многих сопел и затвердевает от воздействия ультрафиолетового света;
• DLP — светодиодные проекторы применяются для прошивки и полимеризации целых слоев, что приводит к более быстрому процессу печати;
• SLA — лазер, направленный на модель, заставляет материал затвердевать по слою.

3Д печать фотополимером: этапы

1. Производство 3D-модели с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования. Программное обеспечение даст представление или даже подсказку относительно структуры конечного объекта. Это поможет предсказать поведение объекта в различных условиях.
2. Преобразование в STL — формат, созданный специально для 3D-систем. Эти STL-файлы иногда используются вместе с проприетарными файловыми типами, такими как ObjDF или ZPR.
3. Настройка принтера. Каждое устройство имеет свои особенности для того, как использовать его для каждой новой печати. Это означает добавление или повторное наполнение различных материалов, которые принтер будет использовать.
4. Печать. Вся процедура в основном автоматическая. Толщина слоев равна примерно 0,1 мм. Однако они могут быть толще или тоньше.
5. Постобработка. Может случиться так, что после печати изделия потребуется определенная обработка — либо удаляется оставшийся порошок, либо водорастворимые подложки.

Стоимость 3Д печати фотополимером зависит от:

• количества изделий;
• размеров продукта;
• сроков на разработку;
• уровня детализации.

Какие программы понадобятся для печати фотополимером?

Autodesk 123D Design — мощный инструмент моделирования с библиотекой существующих компонентов или возможностью создавать с нуля. Интегрируется и печатается непосредственно в Shapeways.

Tinkercad — программа, которая позволяет изучать сложные вещи с помощью простых квестов. Работает прямо в браузере, и приобретенные навыки легко переносятся на более продвинутые программы.

FreeCAD — параметрический 3D-моделлер с открытым исходным кодом, отлично подходит как для домашнего пользователя, так и для домашнего пользователя и опытного дизайнера. Параметрическое моделирование позволяет легко редактировать дизайн.

OpenSCAD не является инструментом интерактивного 3Д проектирования. Это что-то вроде программного 3Д компилятора, который читает файл сценария, содержащий определения 3Д геометрии, и, в свою очередь, создает твердую 3Д модель.

Lightwave 3D  — классическое 3Д графическое ПО, которое обладает мощными средствами рендеринга, анимации и моделирования.

Blender — мощное приложение с полноценными профессиональными инструментами.

3DTin — браузерная программа, использующая WebGL.

Autodesk Maya — массивный, полный набор инструментов для профессионалов всех уровней 3D-дизайна, включая моделирование, оснащение, динамику и анимацию.

Sketchup — инструмент рисования для архитекторов, дизайнеров, строителей, разработчиков и инженеров. SketchUp Make — бесплатная версия, а SketchUp Pro — платная версия с дополнительной функциональностью.

3D Model To Print — облачное программное обеспечение, ориентированное на 3Д архитектурные модели. 3DMTP автоматически и эффективно преобразует 3Д проекты в масштабируемые и трехмерные печатные файлы моделей.

eMachineShop — ресурс для проектирования механических деталей.

Photoshop CC — стандартное отраслевое программное обеспечение для редактирования и создания 2D-контента, применяется к 3D-дизайну. Предлагает прямую интеграцию с Shapeways.

Что такое фотополимер – подробно о материале? 

Фотополимер является типом полимера, который меняет свои физические свойства при воздействии света. В контексте трехмерной печати это жидкие пластиковые смолы, которые затвердевают при введении источника света, такого как лазер, лампа, проектор или светодиоды.

Фотополимеры — термореактивные средства. Это означает, что после химической реакции затвердевания их нельзя переплавить. Хотя они могут содержать ряд ингредиентов, таких как пластификаторы и красители. Ключевыми элементами, необходимыми для процесса фотополимеризации, являются фотоинициаторы, олигомеры и/или мономеры.

При попадании источника света фотоинициаторы преобразуют световую энергию в химическую, вызывая олигомер (связующие) и смесь мономеров для образования трехмерных полимерных сетей. Чтобы изменить физические свойства материала, такие как жесткость или вязкость, химия может включать в себя множество олигомеров и мономеров, например, эпоксидные смолы, уретаны и сложные полиэфиры.

Кроме того, наполнители, пигменты и другие вспомогательные химикаты добавляться в смесь для изменения цвета материала или дальнейшего увеличения функциональности печатной части.

Гальванизация или химическое покрытие также используются для нанесения тонких слоев металла, таких как золото, никель или медь, на полимерные структуры, в то время как литейные структуры в полидиметилсилоксане (силиконе) могут обеспечивать изготовление копий отпечатка в других материалах.

Фотополимеры для 3D-печати не ограничиваются технологиями полимеризации, но являются ключевыми компонентами процессов струйной обработки материалов, в том числе PolyJet и MJP.

Преимущества и недостатки фотополимерной 3D-печати

Струйные печатающие головки используются для формования жидких фотополимеров на платформе сборки. Материал сразу же подвергается воздействию УФ-ламп и затвердевает, что позволяет строить слои один над другим.

Преимущества фотополимерной 3Д печати:

• несколько материалов могут соединятся, позволяя использовать многослойные и многоцветные детали;
• возможно изготовить функционально градуированные материалы;
• обеспечивает хорошую точность и чистоту поверхности.

Основной недостаток — не работает со стандартными материалами, только с ультрафиолетовыми фотополимерами, которые недолговечны (термореактивные, водопроницаемые и имеют ограниченные механические свойства).

Компания KLONA собрала команду лучших дизайнеров, кототорые помогут реализовать самый смелый концепт в направлении 3D-моделирования, разработки электроники. 

Что такое SLS-печать? 

Селективное лазерное спекание (SLS) — метод печати, при котором используется лазер в качестве источника энергии для формирования твердых трехмерных объектов. Селективное лазерное спекание было одной из первых производственных техник, разработанной в середине 1980-х годов доктором Карлом Декардом и доктором Джо Бианом в Техасском университете в Остине. С тех пор их метод был адаптирован для работы с рядом материалов, включая пластмассы, металлы, стекло, керамику и различные композитные порошки. Сегодня эти технологии определяются как процессы производства, при которых тепловая энергия избирательно соединяет части порошкового слоя.

Стоимость SLS-печати зависит от:

• используемого материала;
• сроков;
• размеров печатаемого объекта;
• толщины слоя печати;
• вида обработки модели (метода окраски, покрытия лаком, полировки и т. д.)

SLS-печать металлом или порошком: этапы

1. Разработка трехмерной модели объекта.
2. Создание файла автоматизированного проектирования (САПР), который затем необходимо преобразовать в формат .stl.
3. Выбор материала печати.
4. Запуск печати.
5. Послепечатная обработка: покраска выбранным цветом, лакировка, шлифовка.

Процесс SLS-печати

3D-принтеры SLS используют лазер высокой мощности для соединения мелких частиц полимерного порошка.

Порошок диспергируется в тонком слое поверх платформы внутри сборной камеры. Принтер предварительно нагревает порошок до температуры чуть ниже, чем температура плавления. Это ускоряет нагревание конкретных участков порошкового слоя лазером. Далее луч сканирует поперечное сечение трехмерной модели, нагревая порошок чуть ниже или справа от точки плавления материала. Частицы механически сплавляются воедино и создается одна твердая деталь. Неиспользованный порошок поддерживает деталь во время печати, поэтому нет необходимости в специализированных опорных конструкциях.

Платформа опускается одним слоем в камеру сборки, обычно от 50 до 200 микрон, а повторитель добавляет новый слой порошка сверху. Затем лазер сканирует следующий поперечный разрез сборки. Этот процесс повторяется для каждого слоя до тех пор, пока все не будет завершено. Готовые детали останутся для постепенного остывания внутри принтера.

После охлаждения деталей оператор удаляет сборную камеру из принтера и передает ее на станцию очистки, где отделяют печатные части и очищают избыточный порошок.

Восстановление деталей и пост-обработка

Последующая обработка SLS требует минимум времени и рабочей силы. По завершении печати готовые детали необходимо забрать из камеры, отделить и очистить от избыточного порошка. Обычно этот процесс выполняется вручную на станции очистки с использованием сжатого воздуха или бластера.

Изделия SLS имеют слегка шероховатую, зернистую поверхность, похожую на шлифовальную бумагу среднего качества. Избыточный порошок фильтруется для удаления более крупных частиц и может быть рециркулирован. Качество неиспользованного порошка немного ухудшается при воздействии высоких температур, поэтому его необходимо разбавить новым материалом для последующих работ. Способность повторно использовать материал для последующих работ делает SLS одним из наиболее экономных методов производства.

Типы SLS-принтеров

Основные отличия между SLS-принтерами — тип лазера и размер объема сборки. В других системах используются иные растворы для контроля температуры, дозирования порошков и осаждения слоев.

Для селективного лазерного спекания требуется высокий уровень точности и жесткого контроля. В промышленных SLS-принтерах используется один или несколько мощных лазеров. Для промышленного SLS требуется инертная среда — азот или другие газы, которые предотвращают окисление и разложение порошка. Таким образом, промышленный процесс SLS-печати требует специализированного оборудования для обработки. Даже самые маленькие промышленные машины нуждаются в монтажном пространстве не менее 10 м.

ОСОБЕННОСТИ SLS-ПЕЧАТИ

SLS печать обладает высокой производительностью и пропускной способностью, сравнительно низкой стоимостью. SLS может создавать ранее невозможные геометрии, такие как блокирующие или движущиеся части, детали с внутренними компонентами или каналами и другие очень сложные конструкции.

Лазеры, которые сплавляют порошок, быстрее сканируют и точнее, чем методы осаждения слоев, используемые в других процессах, таких как промышленный FDM. SLS производит минимальные отходы.

Циклическое лазерное спекание позволяет инженерам прототипировать детали в начале цикла проектирования, а затем использовать ту же машину и материал для изготовления деталей. SLS не требует такого же дорогостоящего и трудоемкого инструментария, как традиционное производство, поэтому прототипы деталей и сборка могут быть протестированы и легко модифицированы в течение нескольких дней. Это значительно сокращает время разработки продукта.

---

Контактная информация:

+7 (499) 112 08 50

hello@klona.ru

Ничего себе! Расскажите еще! Да уж