3D-printen creëert een geheel nieuwe wereld van productie, met de mogelijkheid om complexe ontwerpen met kwaliteit en precisie te maken en snellere, meer betaalbare resultaten te leveren. In dit artikel gaan we verder met het leren van andere basistypen 3D-printtechnologie.
Digitale lichtverwerking (DLP)
Larry Hornbeck van Texas Instruments vond de technologie voor Digital Light Processing in 1987 uit. En deze technologie werd populair vanwege het gebruik bij de productie van projectoren.
Zodra het 3D-model dat in de 3D-modelleringssoftware is gemaakt, naar de printer is gestuurd, wordt een vat met vloeibaar polymeer onder veilige lichtomstandigheden blootgesteld aan licht van een DLP-projector. De DLP-projector geeft het beeld van het 3D-model weer op het vloeibare polymeer. Het blootgestelde vloeibare polymeer hardt uit en de bouwplaat beweegt naar beneden en het vloeibare polymeer wordt opnieuw blootgesteld aan licht. Het proces wordt herhaald totdat het 3D-model voltooid is en het vat van vloeistof is afgetapt, waardoor het gestolde model zichtbaar wordt. DLP 3D-printen is sneller en kan objecten met een hogere resolutie printen.
DLP lijkt erg op SLA met één significant verschil -- waarbij SLA-machines een laser gebruiken die een laag volgt, een DLP-machine een digitale lichtprojector gebruikt om een enkel beeld van elke laag in één keer te flitsen (of meerdere flitsen voor grotere delen). Ondertussen heeft DLP snellere afdruktijden dan SLA, aangezien elke laag tegelijkertijd wordt blootgelegd, in plaats van het kruis-deel van een zone te volgen met het doel van een laser.
DLP-printen kan worden gebruikt om extreem ingewikkelde harsontwerpitems zoals speelgoed, sieradenmallen, tandheelkundige mallen, beeldjes en andere items met fijne details te printen.
Selectief lasersmelten (SLM)
Selective laser melting (SLM), also called direct metal laser melting (DMLM), is one of the new additive manufacturing techniques that is utilized both for rapid prototyping and mass production.
Tijdens het SLM-proces wordt een product gevormd door het selectief smelten van opeenvolgende poederlagen door de interactie van een laserstraal. Bij bestraling wordt het poedermateriaal verwarmd en bij voldoende vermogen smelt het en vormt een vloeistofbad. Daarna stolt het gesmolten zwembad en koelt het snel af, en het geconsolideerde materiaal begint het product te vormen. Nadat de -doorsnede van een laag is gescand, wordt het bouwplatform verlaagd met een bedrag gelijk aan de laagdikte en wordt een nieuwe laag poeder aangebracht. Dit proces wordt herhaald totdat het product is voltooid.
SLM heeft zijn eigen voor- en nadelen.
SLM heeft de mogelijkheid om complexe vormen of interne kenmerken te realiseren (wat ongelooflijk moeilijk of duur zou zijn om te bereiken via traditionele productie). En poeder wordt tijdens dit proces alleen lokaal gesmolten door de laser en de rest van het poeder kan worden gerecycled voor verdere fabricage.
De kosten voor SLM zijn echter duur, vooral als onderdelen niet zijn geoptimaliseerd of ontworpen voor het proces. Bovendien is SLM momenteel beperkt tot relatief kleine onderdelen en zijn gespecialiseerde ontwerp-, fabricagevaardigheden en kennis nodig.
Elektronenbundelsmelten (EBM)
In 1993 werkte Arcam samen met de Chalmers University of Technology in Göteborg bij het indienen van een octrooiaanvraag op de principes van EBM. In 1997 werd Arcam AB opgericht en het bedrijf is doorgegaan met het ontwikkelen van EBM en het commercialiseren van EBM-printen.
Een metaalpoeder wordt gesmolten door een hoog-energiebundel van elektronen in EBM. Een gefocusseerde elektronenstraal scant over een dunne laag poeder, waardoor plaatselijk smelten en stollen over een specifiek dwarsdoorsnede--doorsnedegebied wordt veroorzaakt. Deze gebieden zijn opgebouwd om een solide object te creëren. De productie vindt plaats in een vacuümkamer om te beschermen tegen oxidatie die zeer reactieve materialen kan aantasten.
EBM bouwt onderdelen met een hoge-sterkte die optimaal gebruikmaken van de oorspronkelijke eigenschappen van de metalen die in het proces worden gebruikt, waardoor onzuiverheden worden geëlimineerd die zich kunnen ophopen bij het gieten van metalen of bij andere fabricagemethoden. Het wordt gebruikt om componenten te printen voor lucht- en ruimtevaart-, automobiel-, defensie-, petrochemische en medische toepassingen.
Multi Jet Fusion (MJF)
Multi Jet Fusion (MJF) 3D-printen, ontwikkeld door HP, wordt gebruikt als een productiestrategie om in korte tijd unieke onderdelen te creëren met een voortreffelijke oppervlakteafwerking.
Multi Jet Fusion maakt gebruik van een inkjet-array om selectief fuseer- en detailleringsmiddelen aan te brengen op een bed van nylonpoeder, die vervolgens door verwarmingselementen worden versmolten tot een vaste laag. Na elke laag wordt poeder over het bed verdeeld en het proces herhaalt zich totdat het onderdeel voltooid is. Wanneer de bouw is voltooid, wordt het volledige poederbed met de ingekapselde delen verplaatst naar een verwerkingsstation waar het grootste deel van het losse poeder wordt verwijderd door een geïntegreerd vacuüm. Onderdelen worden vervolgens geparelstraald om het resterende poeder te verwijderen voordat ze uiteindelijk de afwerkingsafdeling bereiken waar ze zwart worden geverfd om het cosmetische uiterlijk te verbeteren.
