هفت نوع اصلی فناوری چاپ سه بعدی

چاپ سه بعدی ، همچنین به عنوان تولید افزودنی نیز نامیده می شود ، چندین فرآیند مجزا را شامل می شود . هرچند متفاوت ، همه آنها مراحل کلیدی یکسان را به اشتراک می گذارند . به عنوان مثال ، تمام چاپ سه بعدی با یک مدل دیجیتالی شروع می شود ، زیرا این یک فناوری مبتنی بر دیجیتالی است ، زیرا این یک فناوری دیجیتال است.} پس از آن با استفاده از آن با استفاده از نرم افزار CAD} {cheartine {cad} filed {leogram ondiociation از یک کتابخانه دیجیتال به دست می آید. برای ایجاد دستورالعمل های مسیر برای چاپگر سه بعدی ، پرونده را به لایه ها طراحی کنید.

چرا هفت نوع؟

تولید افزودنی را می توان بر اساس محصولاتی که تولید می کند طبقه بندی شود و یا موادی که از آن استفاده می کند . ISO آن را به هفت نوع کلی طبقه بندی کرده است . با این حال ، این هفت دسته از چاپ سه بعدی همچنین برای پوشش تعداد فزاینده ای از انواع فرعی فنی و فن آوری های هیبریدی {3} 3}}}}

چاپ سه بعدی اکستروژن مواد

اکستروژن مواد به نام خود زندگی می کند: مواد از طریق یک نازل . به طور معمول ، ماده یک رشته پلاستیکی است ، که از طریق یک نازل گرم شده ذوب می شود و اکسترود می شود . printer repass می کند که در یک مسیر ابزار ایجاد شده توسط نرم افزار .} intoled into into} intoled} to solidififies to solidififies to solid فرم چاپ سه بعدی.} اگرچه ساده به نظر می رسد ، با توجه به تنوع موادی که می توان اکسترود کرد ، از جمله پلاستیک ، فلزات ، ژلهای بتونی ، ژل های زیستی و غذاهای مختلف ، این در واقع یک دسته بسیار گسترده است. 3 D چاپگرهای این نوع از 100 دلار تا ده هزار هزار دلار {8 دلار دلار

 زیرگروه های اکستروژن مواد: مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM) ، چاپ سه بعدی ساخت ، چاپ میکرو سه بعدی ، چاپ 3D بیو.
 مواد: پلاستیک ، فلزات ، غذاها ، بتن ها و غیره .
 دقت بعدی: ± 0 . 5 ٪ (حد پایین ± 0.5 میلی متر).
 برنامه های کاربردی مشترک: نمونه سازی ، محفظه های برقی ، تست فرم و تناسب ، جیگ ها و وسایل ، الگوهای ریخته گری ، ساختمانها و غیره {{0}
 مزایا: کمترین روش چاپ سه بعدی با طیف گسترده ای از مواد .
 مضرات: به طور کلی عملکرد مواد پایین تر (قدرت ، دوام و غیره .) و به طور معمول دقت ابعادی پایین .

1. مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM)
 

قطعات FDM را می توان در چاپگرهای مختلف سه بعدی با استفاده از فلزات یا پلاستیک ها تهیه کرد

یک بازار چند میلیارد دلاری برای چاپگرهای FDM 3D وجود دارد ، با هزاران دستگاه از مدل های اساسی تا پیچیده صنعتی.}} ماشین های FDM همچنین ساختگی رشته ذوب شده (FFF) نامیده می شوند ، که دقیقاً همان فناوری است {{2} مانند تمام فن آوری های چاپی ، با استفاده از مدل های چاپی ، FDM با یک مدل دیجیتال شروع می شود. دنبال کنید.} در FDM ، شما یک قرقره از رشته (یا چند بار به طور همزمان) را در چاپگر سه بعدی بارگیری می کنید ، که آن را در نازل اکسترودر چاپگر تغذیه می کند .}}} نازل یا نازل ها را به دمای مورد نیاز گرم می کند تا رشته را نرم کند ، اجازه می دهد تا لایه های احتمالی را تشکیل دهند و یک قسمت جامد را تشکیل دهند و یک قسمت جامد را تشکیل دهند.

As the printer moves the extruder along designated XY plane coordinates, it lays down the first layer. The extruder then rises to the next height (Z plane), repeating the process layer by layer until the object is fully formed. Depending on the object's geometry, supports may be needed for steep overhangs. These are removed after printing, with some مواد قابل حل در آب یا راه حل های دیگر .

چاپگرهای 3D FDM طیف گسترده ای از ماشین آلات را برای سرگرمی ها ، مشاغل کوچک و تولید کنندگان ارائه می دهند (منابع: Creality ، Raise3d ، Stratasys) .

2. 3 d bioprinting

بیوپنهای سه بعدی شبیه به چاپ سه بعدی سنتی است ، اما مواد مورد استفاده به طور قابل توجهی متفاوت هستند {{2}

3D BioPrinting یا چاپ سه بعدی بیو ، یک فرآیند تولید افزودنی است که ترکیب مواد ارگانیک یا بیولوژیکی مانند سلول های زنده و مواد مغذی ، برای ایجاد بافت طبیعی سه بعدی مانند ساختارها. می تواند از بافت اسکلتی و رگ های خونی زندگی کند ، رشد و رشد 3}}} indereery ، آن را در مورد مواد مخدر استفاده می کند و در زمینه های مختلفی از آن استفاده می کند ، در مورد مواد مخدر ، استفاده از آن در زمینه های مختلف. پزشکی درمانی . تعریف واقعی از بیوپرینتینگ سه بعدی هنوز در حال تحول است . اساساً ، به طور مشابه با چاپ 3D FDM کار می کند و در رده اکستروژن مواد قرار می گیرد (اگرچه اکستروژن تنها روش بیوپرینتینگ نیست).}}}}}}}}}}}}

در بیوپرینتینگ سه بعدی ، مواد (جوهر زیستی) از یک سوزن برای ایجاد لایه های چاپی.} جوهرهای زیستی عمدتاً از مانند سلول های موجود در یک ماده حامل {. به عنوان مثال ، به عنوان مثال ، کلاژن ، اسید هیالورونیک اسید ، Silk ، Silk ، Alginate ، یا NanocelluS a a A A Alginate یا NanocelluS خارج می شوند. پشتیبانی .

3. چاپ سه بعدی

ساخت چاپ سه بعدی

Construction 3D printing is a rapidly growing sub field of material extrusion. The technique involves using oversized 3D printers (usually up to tens of meters tall) to extrude building materials like concrete from a nozzle. These machines typically take the form of gantry or robotic arm systems. 3D construction printing is now used for residential buildings, architectural features, and construction projects از چاه های آب تا دیوارها.} برخی از محققان می گویند که می تواند با کاهش نیازهای نیروی کار و زباله های ساختمانی.}}}}}

ده ها خانه چاپی سه بعدی در ایالات متحده و اروپا وجود دارد. توسعه فناوری ساخت و ساز سه بعدی در حال استفاده از موادی است که در ماه و مریخ یافت می شود تا زیستگاه هایی را برای اکسپدیشن های آینده بسازند {3} چاپ با خاک محلی به عنوان یک روش ساخت پایدار نیز به جلب توجه 4.}}}

چاپ سه بعدی رزین یا فتوپلیمریزاسیون ، از نور برای درمان انتخابی رزین مایع استفاده می کند . بعد از درمان هر لایه ، پلت فرم ساخت کمی تغییر می کند ({{2} mm)) و روند تکرار می شود تا اینکه جسم کامل شود.}}}}}} sechanties {postcureded {postcureded {postcureded {postcuredies {postcureded {postraced

اشکال متداول این فرآیند شامل استریولیتوگرافی (SLA) ، پردازش نور دیجیتال (DLP) و صفحه نمایش کریستال مایع (LCD)/SLA ماسک (MSLA).} تفاوتهای کلیدی بین این فن آوری ها در منابع نور و روشهای پخت.}}}}}}}}

پلیمریزاسیون سطل از نور برای سخت کردن لایه رزین حساس به لایه توسط لایه . استفاده می کند

برخی از تولید کنندگان چاپگر سه بعدی ، به ویژه آنهایی که در حال ساخت ماشین های درجه یک حرفه ای هستند ، انواع مختلفی منحصر به فرد و ثبت اختراع فوتوپلیمریزاسیون را ایجاد کرده اند. از این رو ، فن آوری های مختلف نامگذاری شده در بازار قابل مشاهده هستند. فوتوپلیمریزاسیون قابل برنامه ریزی (P3) ، FormLabs استریولیتوگرافی با نیروی کم (LFS) و آزول 3D اولین بار تجاری VAT را در قالب چاپ سریع منطقه بالا (HARP) (HARP) .}}}}} تولید فلزات مبتنی بر لیتوگرافی (LMM) ، دیجیتال سازنده و دیجیتال) ارائه می دهد ( مواد افزودنی عملکردی به رزین مایع.}

انواع فن آوری های چاپ سه بعدی: استریولیتوگرافی (SLA) ، نمایشگر کریستال مایع (LCD) ، پردازش نور دیجیتال (DLP) ، میکرو استریولیتوگرافی (μSLA) و غیره.
مواد: فوتوپلیمرها (ریخته گری ، شفاف ، صنعتی ، زیست سازگار و غیره .)
دقت بعدی: 0.5 ± (حد پایین 0.15 میلی متر پوند یا 5 نانومتر با μSLA)
برنامه های کاربردی مشترک: نمونه سازی و استفاده از قطعات پلیمری ، جواهرات ، دندانپزشکی ، محصولات مصرفی
مزایا: سطوح صاف ، جزئیات خوب

1 استریولیتوگرافی (SLA)

Stereolithography (SLA) نمونه هایی از سیستم های سه بعدی ، DWS و FormLabs {{1}

Stereolithography (SLA) ، اولین فناوری چاپ سه بعدی جهان ، توسط چاک هال در 1986. اختراع شد و او آن را ثبت کرد و سیستم های سه بعدی را برای تجاری سازی آن تنظیم کرد . اکنون ، توسط سرگرمی ها و متخصصان از طریق بسیاری از تولید کنندگان چاپگر 3D {5.}}}

SLA از لیزر برای استحکام لایه های رزین استفاده می کند .} اکثر چاپگرهای SLA از لیزرهای حالت جامد استفاده می کنند {{2} در مقایسه با DLP ، لیزر نقطه SLA بیشتر طول می کشد تا لایه های شیء را ردیابی کند ، در حالی که DLP کل لایه ها را فوراً با یک فلاش سخت می کند. نیاز به.

میکرو - استریولیتوگرافی (μSLA)

این می تواند مؤلفه های میکرو - مقیاس را با وضوح2 - 50 میکرون . برای مقایسه چاپ کند ، برای مقایسه ، موهای انسان به طور متوسط 75 میکرون در عرض .}} به عنوان یک "فناوری چاپ میکرو سه بعدی" ، μsla ، با استفاده از رشوه های تخصصی با استفاده از رشودهای ماوراءلات برای ایجاد نقاط کانونی بسیار کوچک.
 

Nanoscrib و Microlight3D دو تولید کننده پیشرو از چاپگرهای 3D Photon Polymerization (TPP) هستند (منابع: Nanoscribe ، Microlight3d) .

دو - پلیمریزاسیون فوتون (TPP)

2pp ، یکی دیگر از فناوری های چاپی میکرو - 3 D و یک نوع Sla .} با استفاده از لیزرهای femtosecond پالس شده که روی یک لکه در یک روتختی از رزین خاص متمرکز شده است ، می تواند قطعات را به عنوان کوچک به عنوان 0 {4} 1 میکرون با استفاده از Resin {6. 1 microns چاپ کند. پیکسل ها) و لایه های قطعات را بر اساس لایه.} استفاده می کند که در تحقیقات ، کاربردهای پزشکی و تولید میکرو - جزء مانند میکرو - الکترودها و سنسورهای نوری استفاده می شود.
 

2 پردازش نور دیجیتال (DLP)

DLP 3D printing uses a digital light projector to flash each layer's image onto the resin in one go (or multiple times for larger parts). More common than SLA, DLP is efficient for producing larger parts in a single batch, as each layer's exposure time is uniform regardless of the number of parts. The image for each layer is composed of square pixels, forming rectangular Voxels . نور از طریق صفحه نمایش LED یا چراغ های UV بر روی رزین پیش بینی می شود ، با یک دستگاه میکرومورور دیجیتال (DMD) که چراغ را روی سطح ساخت قرار می دهد .

پروژکتورهای مدرن DLP از هزاران LED میکرومتر - اندازه به عنوان منابع نوری استفاده می کنند ، به صورت جداگانه برای تقویت وضوح XY. چاپگرهای 3D DLP بر اساس قدرت منبع نور ، لنزها ، کیفیت DMD و سایر اجزای مختلف متفاوت هستند ، با قیمت های مختلف از 300 دلار تا بیش از 200 دلار ، {5 {5}

در چاپ DLP "بالا - پایین" ، منبع نور در قسمت بالای چاپگر قرار دارد ، و روی آن می درخشد و روی گلدان رزین می درخشد . این چاپگرها یک تصویر را از بالا می درخشد ، یک لایه را درمان می کنند ، و سپس لایه درمان شده را به داخل برگه زیر می اندازند. یک ساختار مجدد در قسمت بالایی که در قسمت بالایی قرار دارد و در قسمت بالایی قرار می گیرد و در قسمت بالایی قرار می گیرد و در قسمت بالایی قرار می گیرد و در قسمت بالایی قرار می گیرد و در قسمت بالایی قرار می گیرد و در قسمت بالایی قرار می گیرد و در قسمت بالایی قرار می گیرد و در قسمت بالایی قرار می گیرد و به بالا می رود. Lowers . تولید کنندگان ادعا می کنند این روش ، که با گرانش مبارزه نمی کند ، نتایج پایداری بیشتری را برای قطعات بزرگتر تولید می کند.} برعکس ، "پایین" چاپگرهای DLP دارای ظرفیت وزن محدودی برای آویزان کردن قطعات از صفحه ساخت هستند.

میکرو - استریولیتوگرافی (PμSL)
 

به عنوان یک نوع فتوپلیمریزاسیون مالیات بر ارزش افزوده ، PμSL یک زیر شاخه DLP است و یک میکرو {{0} D - فناوری چاپ . ind uv از یک پروژکتور از یک پروژکتور برای درمان لایه های رزین های تدوین شده ویژه.}}}2 - {5 {5 {5 {5} 5 استفاده می کند. تکنیک به دلیل کم هزینه بودن ، دقت ، سرعت و تطبیق پذیری مواد در حال تحول است (پلیمرها ، مواد بیولوژیکی ، سرامیک). این پتانسیل را در میکروفلوئیدها ، مهندسی بافت ، میکرو - اپتیک و برنامه های میکرو - دستگاه.}} نشان می دهد.

لیتوگرافی - تولید فلز مبتنی بر (LMM)

یکی دیگر از فناوری های مرتبط با DLP ، LMM قطعات فلزی ریز و درشت برای ابزارهای جراحی و اجزای مکانیکی .} در LMM ، پودر فلزی در رزین فتوپلیمر پراکنده شده و از طریق آبی پراکنده می شود - قرار گرفتن در معرض پروژکتور سبک.} پس از چاپ ، Polymer Course rese rese debineded. کوره . مواد خوراکی شامل فولاد ضد زنگ ، تیتانیوم ، تنگستن ، برنج ، مس ، نقره و طلا.

یک قسمت چاپی میکرو - فلزی با استفاده از فناوری LMM در یک چاپگر 3D incus.

LCD ، یا MSLA ، مانند DLP است اما به جای DMD از صفحه نمایش LCD استفاده می کند ، و چاپگرها را مقرون به صرفه تر می کند . LCD دانه چاپ را تعیین می کند ، رفع دقیق XY . بر خلاف منبع نوری تک DLP ، LCD از چاپی استفاده می کند که از آرایه ای استفاده می کند.. استفاده کنید

LCD می تواند در بعضی موارد سریعتر از SLA چاپ کند به دلیل قرار گرفتن در معرض کل - 1. هزینه واحد LCD کم آن باعث می شود که برای چاپگرهای رزین دسک تاپ بودجه {{2} محبوب شود ، با این حال ، با استفاده از برخی از تولید کنندگان چاپگر سه بعدی صنعتی ، محدودیت های آن را فشار می دهد و به نتایج چشمگیر می رسد {4 {{{{{{{{{4

فیوژن تختخواب پودر (PBF) یک فرآیند چاپ سه بعدی است که در آن یک منبع گرما به طور انتخابی ذرات پودر (پلاستیک ، فلزات یا سرامیک) را در یک منطقه ساخت ذوب می کند ، ایجاد لایه های خاص اشیاء جامد توسط لایه .} in در PBF Printers 3D ، یک لایه نازک از پودر از طریق بستر ساخت ، معمولاً از طریق یک تیغه {{{paiper پخش می شود. نقاط روی لایه پودر.} یک لایه پودر دیگر سپس رسوب و ذوب می شود . این فرآیند تا زمانی که کل شی ساخته شود تکرار می شود ، با پودر غیرقانونی پشتیبانی و محصور کردن محصول نهایی.}}}}

راهنمای جامع برای 7 فناوری چاپ سه بعدی اصلی و برنامه های کاربردی آنها (SEO بهینه سازی شده)

به عنوان تولید مواد افزودنی (چاپ سه بعدی) فن آوری های بالغ ، صنایع بیشتری برای پاسخگویی به خواسته های ساختارهای پیچیده ، مواد با کارایی بالا و سفارشی سازی دسته کوچک ،.} cheeps به بررسی هفت فن آوری چاپی 3D-tra-to-inton ، sls ، sls ، lpbf ، lpbf ، ebm ، ebm ، ebm ، ebm ، ebm ، ebm ، ebm ، ebm ، ebm ، lpbf ، lpbf ، lpbf ، lpbf ، lpbf ، lpbf ، lpbf ، lpbf ، lpbf ، lpbf ، lpbf ، lpbf ، lpbf ، lpbf ، lpbf. روشها.}

1. FUSION FUSION BED (PBF)

PBF تولید قطعات با مقاومت بالا ، مقاوم در برابر سایش و بادوام را که معمولاً در محصولات مصرفی ، ابزارهای صنعتی و اجزای کاربردی استفاده می شود ، امکان پذیر می کند.

مواد متداول: پودر پلاستیکی ، پودر فلزی ، پودر سرامیک
دقت بعدی: 0.3 ± (حداقل 0.3 میلی متر پوند)
فن آوری های نماینده:
SLS (لیزر انتخابی)
LPBF (فیوژن بستر پودر لیزر)
EBM (ذوب پرتو الکترونی)

 1.1 لیزر انتخابی (SLS)

SLS از لیزر برای پودرهای پلیمری سینتر استفاده می کند (E . G. ، نایلون PA12) لایه به لایه ، نیاز به ساختارهای پشتیبانی.}}}}}} ایده آل برای طرح های توخالی و پیچیده است ، به طور گسترده در قسمت های عملکردی ، تولید باکتری کوچک و مدل سازی پزشکی {5 {5

 1.2 پخت لیزر انتخابی میکرو (μSLS)

μSLS برای ساختارهای میکرو فلزی بسیار دقیق با وضوح زیر 5μm مناسب است ، که در تولید میکرو مؤلفه های الکترونیکی. استفاده می شود

 1.3 فیوژن بستر پودر لیزر (LPBF)

LPBF در درجه اول چاپ اجزای فلزی مانند آلیاژهای تیتانیوم ، فولاد ضد زنگ و آلیاژهای مبتنی بر نیکل.} لیزر با قدرت بالا و محیط گاز بی اثر آن را تضمین می کند ، چگالی جزئی و عملکرد مکانیکی ، که معمولاً در هوافضا ، پزشکی و کاربردهای صنعتی استفاده می شود {3 {{}}}}

 1.4 ذوب پرتو الکترونی (EBM)

EBM از یک پرتوی الکترونی برای پودر فلزی سینتر در خلاء استفاده می کند ، مناسب برای مواد رسانا و بازتابنده مانند مس و تیتانیوم . محیط ساخت با درجه حرارت بالا ، استرس باقیمانده را کاهش می دهد ، ایده آل برای ایمپلنت های ارتوپدی و تیغه های توربین.}

ذخایر جت مادی رزین یا موم حساس به صورت مبتنی بر قطرات ، امکان چاپ با وضوح بالا ، چند ماده و تمام رنگ.}
مواد مشترک: رزین فتوپلیمر ، موم ، کامپوزیت ها
دقت بعدی: 0.1 میلی متر پوند
مجموعه ها:
M-Jet (مواد پلیمری Jetting)
NPJ (نانوذرات Jetting)
M-JET در نمونه سازی طراحی خودرو ، پزشکی و صنعتی با خروجی چند رنگ ، چند ماده {3} npj هدف قرار دادن دقیق جوهرهای نانوذرات فلزی و سرامیکی برای ساخت قسمت فلزی پیچیده.}}}}

Binder Jetting با سپردن یک ماده اتصال دهنده بر روی یک بستر پودر ، لایه بر روی لایه ، از تختخواب پودر و جوهر افشان ترکیب می شود تا ساختارهای سه بعدی. ایجاد شود
مواد مشترک: فلز ، سرامیک ، ماسه ، پلیمرها
دقت بعدی: 0.2 میلی متر پوند (فلز) یا 0.3 میلی متر پوند (شن)
انواع:
اتصال دهنده فلزی
پلیمر اتصال دهنده
اتصال باند شن و ماسه

این فناوری نیازی به ساختار پشتیبانی ندارد و راندمان تولید بالایی را ارائه می دهد ، مناسب برای تولید نمونه های رنگی و قطعات فلزی کاربردی. قطعات فلزی به طور معمول تحت تحمیل و پخت و پز پس از فرآیند برای تقویت قدرت مکانیکی.}}

DED از پرتوهای لیزر ، قوس یا الکترونی برای ذوب و رسوب سیمهای فلزی یا پودر استفاده می کند ، ایده آل برای چاپ ساختار بزرگ و تعمیر مؤلفه {{0}

مواد: فولاد ضد زنگ ، آلیاژ تیتانیوم ، آلیاژ نیکل
دقت بعدی: 0.1 میلی متر پوند
زیرگروه های معمولی:
لیزر دد (l-ded)
پرتو الکترونی فدا
WAAM مبتنی بر قوس (ساخت افزودنی سیم قوس)
اسپری سرد

DED به طور گسترده در صنعت هوافضا ، انرژی و سنگین برای تعمیر بخشی و تولید در مقیاس بزرگ.} استفاده می شود
 

پشته های لایه بندی ورق لایه های کاغذ ، پلیمر یا ورق های فلزی و از لیزر یا ابزارهای برش برای شکل دهی استفاده می کند ، ایده آل برای تولید سریع نمونه های اولیه غیر کاربردی.
مواد مشترک: کاغذ ، پلیمرها ، فویل های فلزی
دقت بعدی: 0.1 میلی متر پوند
مزایا: ترکیب چند ماده ای ، تولید سریع

معایب: زباله های بالای مواد ، دقت کمتری

MJF که توسط HP ساخته شده است ، رسوب پودر را با استفاده از عوامل فیوز و جزئیات ترکیب می کند ، سپس از گرمایش مادون قرمز برای ذوب مواد انتخابی استفاده می کند {{0}

مواد: ترموپلاستیک مانند نایلون و پلی پروپیلن
برنامه های کاربردی: قطعات صنعتی ، نمونه های اولیه عملکردی ، وسایل پزشکی
مزایا: چاپ سریع ، بدون ساختار پشتیبانی ، پودر قابل بازیافت

اسپری سرد: پودر فلزی را بدون گرمایش پیوند می دهد ، ایده آل برای تولید سریع افزودنی .
DED Molten: رسوب فلزات مایع (E . G. ، آلومینیوم) ، به طور بالقوه با استفاده از مواد بازیافت شده .
تولید افزودنی مبتنی بر کامپوزیت (CBAM/SLCOM): فیبر کربن یا فیبر شیشه ای را برای قطعات ساختاری با استحکام بالا ترکیب می کند {{2}
VLM (ساخت لیتوگرافی چسبناک): ترکیبات چند ماده ای را در فیلم شفاف با ساختارهای پشتیبانی به راحتی قابل جابجایی . انجام می دهد

پایان

چاپ سه بعدی در حال تغییر شکل چشم انداز تولید است ، انعطاف پذیری بی نظیر و طراحی آزادی از تولید انبوه را به شخصی سازی شخصی ارائه می دهد {{2} با درک این هفت فرآیند تولید مواد افزودنی اصلی ، مشاغل و مهندسان می توانند مناسب ترین راه حل چاپ سه بعدی را بر اساس نیازهای مادی ، پیچیدگی ساختاری و بودجه {4.}