Какой материал из перечисленных еще не доступен для 3d печати

Чем печатать: материалы для 3D печати

FDM 3D-принтеры сейчас везде — в мастерских, квартирах, офисах, школьных классах и институтских аудиториях.

Термопластики PLA и ABS фактически стали стандартными материалами используемыми для 3D-пеати. Но, знаете ли вы, что можете печатать ещё и экзотическими материалами для 3D-печати? Сейчас вы можете печатать деревом, металлом, углеродным волокном и многими другими веществами.

Как следует из названия, экзотические филаменты содержат особые или композитные (смесь общепринятых и особых) вещества для объёмной печати, и считаются самыми продвинутыми. В них пластик вроде PLA или ABS сочетается с такими веществами, как металлы, углеродные волокна, древесина или фосфоресцентный краситель, для получения материала с уникальными свойствами.

При таком богатстве выбора легко создать функциональную, красивую, необычную и качественную вещь с заданными свойствами. Читайте наш гид, чтобы найти именно тот филамент — обычный или экзотический — который нужен именно вам.

1. ABS

Раньше акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) был самым популярным материалом для 3D. Этот дешевый, прочный, слегка гибкий, легкий и легко выдавливаемый материал идеален для 3D печати. Это тот же пластик, из которого делают LEGO и велосипедные шлемы.

Но ABS имеет несколько существенных недостатков, поэтому он потерял популярность. Во-первых, он требует более высокой температуры, достигая точки плавления в диапазоне 210 ° С — 250 ° С.

Кроме того, его использование требует обязательного наличия подогреваемой платформы, чтобы пластик не деформировался при частичном остывании в процессе печати.

Другим недостатком этого материала являются интенсивные испарения, которые возникают во время печати и могут быть опасны для людей и животных испытывающих трудности с дыханием. 3D-принтер должен находиться в хорошо вентилируемой зоне, вдыхать ABS вредно.

• Высокая прочность, долговечность, стойкость к ударным нагрузкам
• Идеально подходит для движущихся частей, автомобильных деталей, корпусов электроники и игрушек
• Гибкость низкая, прочность на изгиб небольшая
• Растворим в ацетоне
• Не должен контактировать с пищей
• Общий температурный диапазон печати составляет 210 ° C — 250 ° C
• Заметно деформируется при частичном охлаждении, рекомендуется контролировать скорость остывания
• Рекомендуется платформа с подогревом 50 ° С — 100 ° С
• Средняя сложность печати, требует тонкой настройки температуры сопла и платформы

2. PLA

Полимер полимолочной кислоты (PLA) обогнал ABS в популярности и стал любимым материалом для многих 3D-энтузиастов. Это биоразлагаемый термопластик из возобновляемых ресурсов. PLA-материалы являются гораздо более экологически чистыми, чем другие пластмассы.

Другая интересная особенность PLA — то, что он не выделяет злую токсичную вонь при печати и намного безопаснее для применения в помещении. Плюс, пластик не сокращается так резко, когда остывает, так что вам не обязательно нужна платформа с подогревом на 3D-принтере (хотя это всё равно полезно).

PLA твёрже ABS, что делает напечатанные объекты немного более хрупкими, материал плавится в диапазоне 180 ° С — 230 ° С.

• Прочный, удобный для пользователей, долговечный
• Идеален для печати маленьких игрушек
• Более высокая скорость печати, более плавный переход между слоями
• Более хрупкий, чем ABS
• Не растворим
• О допустимости использования с пищевыми продуктами уточняйте у производителя
• Общий температурный диапазон печати составляет 180 ° C — 230 ° C
• Малая усадка при охлаждении, меньшая деформация по сравнению с ABS
• Платформа с подогревом не обязательна
• Сложность печати — простая

3. PET

Полиэтилен терефталат (PET) представляет собой фантастическую альтернативу ABS или PLA, благодаря своим характеристикам прочности и гибкости, которые превосходят даже ABS. Кроме того, настройка печати проста как для PLA, в мастерской не пахнет, а отходы полиэтилена подлежат вторичной переработке.

Хорошее применение для ПЭТ — чехлы для телефонов и другие изделия, которые требуют гибкости и ударной прочности или вязкости. Полиэтилен используется в производстве некоторых бронежилетов, кстати.

• Основные преимущества: высокая прочность, жесткий, легкий и ударопрочный
• Идеально подходит для механических частей: ударопрочность, гибкость, долговечность
• Износостойкость
• Хорошая гибкость: более гибкий, чем PLA или ABS
• Не растворим
• О допустимости использования с пищевыми продуктами уточняйте у производителя
• Общий температурный диапазон печати составляет 220 ° C — 250 ° C
• Малая усадка при охлаждении
• Обогреваемая платформа не обязательна
• Умеренная сложность печати, требует тонкой настройки температуры сопла

4. PETT

Полиэтилен ко-триметилен терефталат (PETT), является двоюродным братом сополимера ПЭТ, иногда продается как T-Glase. Это прочный и жесткий материал, чьи основные характеристики: невероятная твёрдость, прозрачность и биосовместимость. Он также был одобрен комитетом по контролю за продуктами и лекарствами США для использования в пищевых контейнерах.

• Основные преимущества: прозрачный, жесткий, легкий и ударопрочный
• Идеально подходит для механических частей: ударопрочность, гибкость, долговечность
• Высокая износостойкость
• Хорошая гибкость, более гибкий, чем PLA или ABS
• Не растворим
• О возможности использования с пищевыми продуктами уточняйте у производителя
• Общий температурный диапазон печати составляет 210 ° C — 230 ° C
• Малая усадка при охлаждении
• Платформа с подогревом не требуется
• Сложность печати умеренная

5. HIPS

Ударопрочный полистирол (HIPS): материал широко используется в пищевой промышленности для упаковки. Филамент HIPS биоразлагаем и имеет яркий белый цвет, никакого вредного воздействия при тесном контакте с людьми или домашними животными.

Обычное применение HIPS в 3D-печати — не для изготовления самого объекта; материал имеет керлинг и адгезионные проблемы, особенно, если у вас нет платформы с подогревом.

Вместо этого, он очень популярен для использования в качестве вторичного материала при двойной экструзии, обеспечивая структурную поддержку сложного объекта, основа ​​которого печатается с использованием другого материала.

После того, как печать завершена, HIPS можно растворить с использованием бесцветного жидкого углеводорода. Ацетона, например. Он исчезает, как по волшебству!

• Основное применение: структуры поддержки, например в паре с ABS
• Высокая прочность
• Низкая гибкость, незначительная прочность на изгиб
• Растворимы в различных растворителях
• Не считается безопасным при контакте с пищей
• Общий температурный диапазон печати: 210 ° C — 250 ° C
• Усадка при охлаждении, рекомендуется контролировать скорость остывания
• Нагрев платформы 50 ° С — 100 ° С
• Умеренная сложность, требует тонкой настройки

6. PVA

Поливиниловый спирт (PVA), как правило, используется в качестве поддержки при печати сложных объектов, которые иначе невозможно напечатать. Как HIPS, PVA является отличным материалом для печати двумя филаментами.

Созданный на основе поливинилового спирта, этот материал является нетоксичным и биологически разлагаемым, и может быть растворен в воде.

Он может быть использован на всех обычных настольных FDM 3D принтерах, но требует платформы с подогревом. Важно отметить, что вы не должны превышать температуру печати.

• Основное применение: структуры поддержки, например в паре с PLA
• Хорошая прочность
• Низкая гибкость
• Растворим в воде
• О возможности применения с пищевыми продуктами узнайте у производителя
• Общий температурный диапазон печати составляет 180 ° C — 230 ° C
• Некоторая усадка во время охлаждения
• Обогреваемая платформа не требуется
• Сложность печати низкая

Полиамид, также известный как нейлон, является популярным синтетическим полимером, используемым во многих промышленных целях. Это экономически эффективный пластик, прочный, легкий, гибкий и устойчивый к износу. Значительно менее хрупкий, чем PLA или ABS.

Нейлон может быть использован для изготовления различных изделий: частей механизмов, контейнеров, инструментов, потребительских товаров и игрушек. Кстати: его можно окрашивать красителем для ткани.

• Основные преимущества: высокая прочность, долговечность и гибкость
• Идеально подходит для механических компонентов, конструктивных деталей, зубчатых колес и подшипников, выдерживает динамические нагрузки
• Высокая прочность
• Высокая гибкость
• Не растворим
• О возможности применения с пищевыми продуктами узнайте у производителя
• Общий температурный диапазон печати составляет 220 ° C — 260 ° C
• Некоторая усадка во время охлаждения
• Нагрев платформы до 50 ° С — 100 ° С рекомендуется
• Сложность печати умеренная

8. Laywood

Привлекательность древесных филаментов в их способности создавать объекты с тактильным ощущением дерева. Сейчас на рынке много древесных филаментов, каждый — со своей смесью пластика и древесных волокон. Но имейте в виду, у них есть недостатки с точки зрения гибкости и прочности.

• Основные преимущества: внешний вид и тактильные ощущения
• Идеально подходит для домашнего декора
• Прочность изделия зависит от геометрии печати
• Хорошая гибкость
• Не растворим
• Не должен контактировать с пищей
• Общий температурный диапазон печати 195 ° C — 220 ° C
• Некоторая усадка во время охлаждения
• Подогрев не требуется
• Умеренная сложность печати

9. Laybrick

Если вы работаете над архитектурой или ландшафтным дизайном, это хороший вариант. Филамент Песчаник содержит в себе порошок мела с PLA, для воспроизводства цвета и текстуры камня. При изменении температуры экструзии в ходе 3D-печати, способен создавать гладкую или шероховатую поверхность.

• Основные преимущества: внешний вид
• Идеально подходит для макетов зданий и элементов ландшафта
• Низкая прочность, никакая гибкость, крошится
• Не растворим
• Не должен контактировать с пищей
• Общий температурный диапазон печати: 165 ° C — 210 ° C
• Нет усадки во время охлаждения
• Подогрев платформы не нужен
• Сложность печати умеренная

По сути, это PLA смешанный с металлическим порошком. Объекты 3D, напечатанные с использованием металла+PLA, будут выглядеть и ощущаться, как если бы они были сделаны из бронзы, латуни или меди, и могут быть отполированы и искусственно состарены как эти металлы. Этот материал в несколько раз плотнее стандартного PLA, поэтому он ощущается больше как металл, чем как пластик.

• Уникальный внешний вид
• Идеально подходит для ювелирных изделий, статуй, домашнего оборудования, реплик артефактов
• Высокая прочность
• Низкая гибкость, зависит от конструкции
• Не растворим
• Не использовать с пищевыми продуктами
• Температурный диапазон печати: 195 ° C — 220 ° C
• Мало сжимается при остывании
• Подогрев платформы не требуется
• Сложность печати высокая, требуется точная настройка температуры сопла экструдера

11. Магнитный PLA

3D-печать металлом слишком скучна для вас? Хорошо, тогда как насчет магнитного металла? PLA с порошкообразным железом для зернистой отделки и получения магнитных свойств металла. Бонус в том, что вы можете заставить этот PLA прилипать к магнитам — механическое свойство, которое может пригодиться для вашего следующего проекта.

• Основные преимущества: магнитные свойства
• Идеально подходит для украшения холодильника и создания движущихся частей
• Высокая прочность
• Низкая гибкость, зависит от конструкции
• Не растворим
• Не должен контактировать с пищей
• Температурный диапазон печати составляет 195 ° C — 220 ° C
• Слабо сокращается при охлаждении
• Подогрев платформы не нужен
• Высокая сложность печати, требуется точная температура выхода из экструдера

Филамент-проводник открывает новую область инженерных возможностей для вашего следующего проекта 3D-печати. Из материала с добавлением проводящих ток угольных частиц вы можете печать трёхмерные электронные схемы для простых элементов, таких как светодиоды и датчики.

Используйте этот филамент в паре со стандартным PLA, и вы можете изготовить печатную плату прямо на платформе вашего 3D-принтера.

• Печать электроники низкого напряжения
• Идеально подходит для светодиодов, датчиков, цепей и низковольтных проектов Arduino
• Низкая прочность
• Может сломаться от многократных изгибов
• Не растворим
• Не должен контактировать с пищей
• Температурный диапазон печати составляет 215 ° C — 230 ° C
• Малая усадка
• Подогрев платформы не требуется
• Сложность печати низкая, очень похож на стандартный PLA

Помните те футболки из восьмидесятых годов, которые меняют цвет в зависимости от температуры тела? Это та же концепция. Термочувствительный филамент будет менять цвет в зависимости от изменения температуры. Есть несколько доступных цветовых комбинаций, от разных производителей, каждая из которых имеет несколько различных свойств. Некоторые из них также реагируют на свет!

• Меняет цвет при определенных температурах
• Идеально подходит для игрушек, сувениров, произведений искусства
• Хорошая прочность
• Средняя гибкость
• Не растворим
• Не использовать с пищевыми продуктами
• Общая температура печати составляет 215 ° C
• Низкая усадка при охлаждении
• Обогреваемая платформа не требуется
• Сложность печати: легко, очень похож на стандартный PLA

14. Карбон PLA

PLA с небольшим количеством углеволокна даёт невероятную жесткость, структуру и большую адгезию слоя. Но эти дополнительные преимущества нивелируются недостатками: этот филамент абразивен и увеличивает износ экструдера в несколько раз. После печати всего лишь 500 граммами такого филамента, например, будет заметно увеличение диаметра латунного сопла.

В идеале, сопло принтера должно быть покрыто карбидом вольфрама. В противном случае, будьте готовы заменить сопла после длительного использования!

• Высокая структурная прочность, адгезия слоя и жесткость
• Идеально подходит для механических частей, защитных оболочек и корпусов
• Высокая прочность
• Низкая гибкость, ломкий
• Не растворим
• Никогда не использовать изделия из этого филамента с пищевыми продуктами.
• Температурный диапазон печати 195 ° C — 220 ° C
• Очень мало усадки во время охлаждения
• Платформа с подогревом не требуется
• Сложность печати умеренная, высокий износ экструдера.

15. Гибкий TPE

Термопластический эластомер поможет изготовить объекты, которые хорошо растягиваются, ABS или PLA при таких нагрузках не выжили бы. С ним сложно работать — материал имеет тенденцию лететь из экструдера во всех направлениях, кроме сопла!

• Чрезвычайная гибкость
• Идеально подходит для игрушек, сувениров, необычных вещей
• Высокая прочность
• Высокая гибкость
• Не растворим
• Не должен контактировать с пищей
• Температура печати составляет 225 ° C — 235 ° C
• Низкая усадка при охлаждении
• Обогреваемая платформа не требуется
• Высокая сложность печати, требуется точная настройка температуры и скорости подачи

Характеристики довольно очевидны: накапливает свет и светится в темноте. Хороший выбор для проектов к Хэллоуину или для обеспечения дополнительных функциональных возможностей в условиях низкой освещенности.

• Свечение в темноте.
• Идеально подходит для игрушек, сувениров и т.д.
• Хорошая прочность
• Средняя гибкость
• Не растворим
• Не должен контактировать с пищей
• Общая температура печати составляет 215 ° C
• Низкая усадка при охлаждении
• Обогреваемая платформа не требуется
• Печатать легко, очень похож на стандартный PLA

17. Amphora

Amphora это филамент следующего поколения от Eastman Chemical Company, по химическому составу — Copolyester (сополиэфир). Это совершенно новый полимер, специально разработанный для 3D-печати, в отличие от любого другого термопластика. Разница не велика, но существенна. Основные преимущества: практически не даёт запаха во время печати, прочный, имеет более высокую температуру плавления, чем PLA, и лучший адгезионный слой для улучшенной обработки поверхности. Он также одобрен FDA США для контакта с пищевыми продуктами.

В настоящее время продаётся ColorFabb как «NGEN» и Taulamn как «N-Vent». Это новичок на рынке, но первое впечатление очень позитивное.

• Основные преимущества: высокая прочность, жесткий, легкий, гибкий и ударопрочный
• Высокая прочность
• Хорошая гибкость, более гибкий, чем PLA или ABS
• Не растворим
• Температурный диапазон печати составляет 220 ° C — 250 ° C
• Малая усадка при охлаждении
• Обогреваемая платформа не требуется
• Сложность печати умеренная, требует тонкой настройки температуры

Компания «Filamentarno!» производит расходные материалы для печати на FDM 3D-принтерах с упором на визуальную составляющую, чтобы привлечь к своему продукту дизайнеров, архитекторов, изобретателей, художников.

Низкий уровень усадки и повышенная гибкость обеспечивает качественную печать прототипов и не обременяет пользователя необходимостью особых настроек для принтера. Филамент также подходит и для 3D-ручек — излюбленных детских игрушек последнего времени. Производится филамент из качественного европейского сырья, сертифицированного и допущенного к контакту с пищевыми продуктами (посуда, упаковка), а также к изготовлению медицинских инструментов и протезов.

Преимущества пластика:

• не впитывает влагу
• разрешен к контакту с пищей
• подходит для печати игрушек
• не пахнет при печати
• температура печати: 190-240°C (рекомендуемая 210-220°С)
• для производства используются исключительно первичные пластики производства Германии и Бельгии
• как прозрачные, так и окрашенные непрозрачные пластики и металлики имеют одну и ту же основу, что избавляет от необходимости отдельно настраивать принтер при переходе от одного нашего цвета к другому.
• практически отсутствует коробление и деламинация.

От воска до металла: обзор основных материалов для 3D-печати

Основные материалы для профессиональной и промышленной 3D-печати – это пластики в виде нитей/гранул или порошка, фотополимерные смолы, металлические порошки, воск и гипс. Обладая исключительно высокими качественными характеристиками, они с успехом используются в различных отраслях для прототипирования и изготовления функциональных деталей, и с развитием аддитивного производства их становится все больше.

Остановимся подробнее на каждом из материалов, применяемых в следующих технологиях:

1. Моделирование методом послойного наплавления полимерной нити или гранул (FDM);
2. селективное лазерное спекание пластиков (SLS);
3. стереолитография с использованием фотополимеров (SLA/DLP/LCD);
4. селективное лазерное плавление металлов (SLM);
5. послойное склеивание композитного порошка связующим веществом (Binder Jetting);
6. многоструйная 3D-печать воском или фотополимером (MJP);
7. полноцветная печать гипсом (CJP).

Пластик

Пластик – один их самых востребованных расходных материалов для аддитивного производства. Ассортимент термопластиков и композитов, предназначенных для FDM-печати, исключительно разнообразен и позволяет выбрать, исходя из поставленных задач, наиболее подходящие по физико-механическим свойствам материалы.

В этом разделе мы рассматриваем расходные материалы FDM-принтеров. Это так называемые филаменты – пластики в виде нитей, намотанных на катушки. Иногда они выпускаются в виде гранул.

FDM-технология лежит в основе не только домашних, но и профессиональных и промышленных 3D-принтеров, поэтому пластики активно используются на производстве, для изготовления прототипов и функциональных изделий в таких отраслях, как автомобилестроение, авиационная промышленность, бытовые товары, электроника, архитектура, медицина, наука и образование.

• широкий диапазон применений;
• разнообразие цветов и фактур материала;
• легкость механической обработки;
• удобство в использовании;
• гибкая структура материала;
• возможность печати крупных цельных изделий;
• относительно невысокая стоимость.

Основные виды пластиков

ABS-пластик. Обладает множеством положительных характеристик, включая повышенную ударопрочность при высокой эластичности и мягкости материала, а также простую механическую обработку. Высокая растворимость в ацетоне позволяет легко склеивать детали и сглаживать внешние поверхности изделий. Обычно ABS-пластик непрозрачен, но при необходимости легко окрашивается в любые цвета. Конечные изделия без окрашивания чувствительны к воздействию ультрафиолета и наделены невысокими электроизоляционными свойствами.

PLA-пластик. Имеет одни из самых низких температурных требований к 3D-принтеру. Ключевые составляющие PLA-пластика – это сахарный тростник и кукуруза, а в основе материала лежит молочная кислота. Регулируя ее уровень при производстве, можно получить различные свойства полимера, тем самым расширяя области его использования. Изделия из PLA-пластика обладают ровной и скользящей поверхностью. Материал нетоксичен, благодаря чему широко применяется для производства различных игрушек и сувениров. Имеет лишь один недостаток – недолговечность эксплуатации. Готовое изделие из пластика может прослужить до нескольких лет при минимальном использовании и температуре до +50 градусов.

PETG / PET / PETT-пластик. PET, или полиэтилентерефталат, – наиболее распространенный вид пластика. Для 3D-печати «чистый» PET используют редко, применяя в основном его разновидность – PETG. PETG более долговечен и обладает гораздо меньшей температурой переработки. Еще одной версией PET является PETT – более жесткий и достаточно популярный материал за счет своей прозрачности.

PC-пластик (поликарбонат). Обладает высокой прочностью и износостойкостью, а также повышенным сопротивлением физическим воздействиям и термостойкостью. Выдерживает температуру до 110°C. Материал прозрачный, гибкий, легко гнется и не деформируется. Отлично подходит для использования в автомобилестроении, медицине и приборостроении.

Полиамид и полистирол

Полиамид доступен в виде как нити (гранул), так и порошка, спекаемого лазером. Список полиамидов обширен и включает в себя как самые простые пластики, так и специальные материалы, среди которых в 3D-печати используются:

• стеклонаполненные полиамиды, улучшающие физические свойства напечатанной модели;
• угленаполненные полиамиды, которые позволяют уменьшить вес конструкции, сохраняя при этом физико-механические свойства изделия;
• металлонаполненные полиамиды, необходимые в качестве барьерных материалов, например, при экранировании радиации.

Этот вид материалов для трехмерной печати задействован в таких областях, как машиностроение, аэрокосмическая отрасль, производство потребительских товаров и дизайн.

Полиамиды используются для изготовления конечных изделий, функционального тестирования и мелкосерийного производства, обеспечивая стабильную производительность и повторяемость изделий. Они дают возможность создавать конечные изделия с уникальными свойствами за один производственный цикл без последующей логистики и сборки компонентов.

Технологии печати, в которых применяются полиамиды, – FDM и SLS.

Еще один порошковый материал, используемый в 3D-печати по технологии SLS, – полистирол. Он представляет собой узкоспециализированное решение для промышленного литья и служит для создания форм и моделей с максимально качественной поверхностью. Этот материал дает возможность печатать изделия с разной геометрией на единой платформе, а выращенная из полистирола модель выжигается с минимальной зольностью.

Оборудование в каталоге iQB Technologies: ProtoFab, Sharebot
Материалы в каталоге iQB Technologies: Sharebot

Фотополимеры

Фотополимерная смола – один из самых перспективных и активно использующихся в аддитивном производстве материалов. Ее главное преимущество – универсальность. Под воздействием ультрафиолетового света или лазера фотополимеры, изначально находящиеся в жидком состоянии, затвердевают и могут приобретать совершенно разные механические свойства и характеристики.

Жесткие, эластичные, ударопрочные термопластики, прозрачные, полупрозрачные или разноцветные материалы – учитывая такое разнообразие, сферы применения изделий из фотополимеров практически безграничны.

• Качество. Изделия из фотополимерной смолы получаются гладкие и детализированные.
• Точность. Напечатанные на фотополимерном 3D-принтере объекты сложной геометрии могут иметь очень тонкие части – до 0,025 мм на 25,4 мм детали.
• Стабильность. Готовые модели и прототипы отличаются превосходными физическими и механическими свойствами.
• Легкая обработка. Фотополимерные модели легко склеиваются, шлифуются, красятся и т.д. – с ними можно делать буквально всё что угодно.

Благодаря всем этим качествам предприятия авиационной, автомобильной, ювелирной промышленности, оборонного комплекса, машиностроения и других отраслей по достоинству оценили 3D-печать с использованием фотополимеров. Прототипы деталей самолетов, новых разработок двигателей – всё это изготавливается быстро и просто, в зависимости от поставленных задач, по технологиям стереолитографии (SLA/DLP/LCD) или многоструйной печати (MJP). Свойства и качество напечатанных изделий, а также нюансы процесса печати зависят от особенностей каждого из вышеупомянутых аддитивных методов.

Оборудование в каталоге iQB Technologies: ProtoFab, RAYSHAPE, Wiiboox, Sharebot
Материалы в каталоге iQB Technologies: ProtoFab и Sharebot

Металлические сплавы

Металл для аддитивных установок выпускается в виде мелкодисперсных сферических гранул с величиной зерна от 4 до 80 микрон. Применяемая технология заключается в сплавлении металлических порошков при помощи иттербиевого лазера и носит название селективного лазерного плавления (SLM).

Сегодня доступно около 20 материалов из металла, и их число будет расти. Это не только стандартные сплавы, но и уникальные высокотехнологичные материалы, которые предприятие может заказать для решения конкретных задач.

Из металлических порошков изготавливаются функциональные детали и технические прототипы, штампы, прессовые вставки, элементы пресс-форм для литья и другие изделия. Напечатанная на металлических 3D-принтерах продукция находит применение в аэрокосмической, нефтегазовой, автомобильной, пищевой промышленности, машиностроении, электронике, медицине.

Виды сплавов, используемых в 3D-печати:

• нержавеющие (17-4PH, AISI 410, AISI 304L, AISI 316L, AISI 904L);
• инструментальные (1.2343, 1.2367, 1.2709);
• никелевые (Inconel 625, Inconel 718);
• цветных металлов (CuSn6);
• кобальт-хром (CoCr);
• алюминиевые (AlSi12);
• титановые (Ti6Al4V, Ti6Al4V).

Главное преимущество селективного лазерного плавления – это возможность создавать изделия исключительно высокой плотности и точности. Плотность напечатанных деталей в 1,5 раза выше, чем при литье. Кроме того, из металлических порошков можно вырастить мельчайшие детали сложных форм и фактур. 3D-печать металлами позволяет сократить цикл изготовления и уменьшить производственные расходы.

Материалы в каталоге iQB Technologies: SLM Solutions

Воск

Это незаменимый материал для создания высокоточных выплавляемых моделей. Основные отрасли применения 3D-печати воском – ювелирное дело и литейное производство.

Раньше создание восковок и мастер-моделей было трудоемкой задачей, решение которой включало несколько этапов. С появлением восковых 3D-принтеров эта технология постепенно уходит в прошлое.

Воск идеально подходит для печати в ювелирной отрасли благодаря своим свойствам – хорошей выплавляемости (при t от 60°С) и легкости в постобработке. Еще один плюс восковой 3D-печати заключается в том, что стандартными методами производства вы при всем желании не сможете изготовить два совершенно идентичных образца. А 3D-принтеру такая возможность доступна.

Пожалуй, единственный недостаток воска – его хрупкость. При создании мастер-моделей сложных форм с тонкими стенками постобработку следует выполнять аккуратно.

Восковые мастер-модели отличаются точностью и высоким качеством поверхности. 3D-печать воском основана на технологии многоструйной печати (MultiJet Printing, MJP).

Оборудование в каталоге iQB Technologies: FlashForge WaxJet 400/410

Песок

Песок используется как расходный материал в 3D‑принтерах на основе технологии Binder Jetting. Основное назначение – создание высокоточных сложных форм для литья металлом. Выпускается в виде порошка, который в процессе печати послойно склеивается связующим агентом. Использование этого аддитивного метода для изготовления песчаных литейных форм дает сильное конкурентное преимущество компаниям различных отраслей, в том числе машиностроения и автомобильной промышленности.

К видам песка, применяемым в аддитивном производстве, относятся кварцевый, хромированный, керамический, циркониевый и др. Чаще всего для изготовления песчано-полимерных форм используют кварцевый песок. Связующим веществом при 3D‑печати является фурановая смола, поэтому песчаную форму не требуется запекать – она сразу готова к литью.

Используя BJ‑принтеры, предприятие сможет значительно сократить сроки и расходы на подготовку производства новых и серийных изделий и создавать сложные детали – как небольшие, так и крупногабаритные. Время, необходимое для изготовления форм и деталей, может быть сокращено на 75% по сравнению с традиционным производством, поскольку изделие можно отливать сразу после 3D‑печати формы.

Оборудование в каталоге iQB Technologies: Robotech

Гипс

Гипс – материал в виде порошка, который используется в аддитивном производстве для создания:

• сувенирной продукции;
• моделей для презентаций;
• архитектурных и конструкторских макетов;
• дизайнерских арт-объектов;
• прототипов деталей.

Преимущества гипса – в простоте, эффективности и универсальности его использования в 3D-печати для изготовления различных изделий. Материал распределяется по поверхности рабочего стола, сверху наносится клеящее средство, после чего снова наносится тонкий слой гипсового порошка. Напечатанные на 3D-принтере гипсовые изделия могут иметь любые цвета: белый, синий, красный, фиолетовый и т.д. Цветовой спектр в отдельных принтерах достигает 6 миллионов оттенков.

Гипсовая печать выполняется по технологии ColorJet Printing (CJP). Максимальный на сегодня размер камеры построения аддитивной установки – 508381229 мм (в профессиональном 3D-принтере ProJet 860 Pro компании 3D Systems). При этом изделия из гипса можно склеивать между собой, тем самым получая изделия гораздо большего размера, чем предусматривает камера построения.

Статья опубликована 03.11.2017 , обновлена 25.08.2023

Об авторе

Алексей Чехович Технической директор компании iQB Technologies. Девиз Алексея – «Доверяйте профессионалам!», и вы в полной мере можете положиться на его высокую квалификацию и уникальный опыт, который охватывает и традиционные методы производства, и . В его послужном списке множество успешных проектов, среди которых он особо выделяет изготовление модельной оснастки для отливки колоколов Храма Христа Спасителя. Хобби Алексея – история и археология.

Технологии 3D печати

Одна из самых популярных, простых и дешевых технологий 3D печати – это методика послойного направления пластиковой нити — Fused Depsition Modelling. Технология была изобретена более 20 лет назад и реализована компанией Stratasys, и до сих пор она остается самой востребованной. Принцип построения прототипа по данному методу отличается простотой и понятностью. Смоделированный 3D объект в формате STL передается в программный софт 3D принтера. После размещения модели в виртуальной рабочей камере (автоматически или вручную), нарезки модели на горизонтальные слои начинается процесс 3D печати. Печатающая головка с экструдером расплавляет пластиковую нить, укладывая слой за слоем в соответствии с данными модели. При необходимости, перед началом печати на виртуальной 3D модели автоматически или в ручном режиме размещаются вспомогательные конструкции (поддержки), которые после окончания печати могут быть удалены спецраствором или вручную.
Существует множество видов оборудования, которые печатают именно по этой технологии. Они различаются показателями точности, числом печатающих головок, размером рабочей платформы, наличием или отсутствием закрытой рабочей камеры, вариантами расходных материалов и т.д. Есть модели, которые поддерживают возможность использования разных материалов при печати. Также различают промышленные FDM 3D принтеры и персональные.
При 3D печати по технологии FDM можно использовать следующие материалы:

• ABS-пластик
• PLA-пластик
• SBS-пластик
• Nylon (нейлон)
• Polycarbonate (поликарбонат)
• HIPS материал поддержки
• PVA материал поддержки
• PETG-пластик
• FLEX резиноподобный пластик
• RUBBER пластик со свойствами резины

Наиболее популярные материалы – это ABS и PLA-пластики. Изделия, напечатанные по технологии FDM, отличаются упругостью, прочностью и стабильными физическими характеристиками, зависящими от выбранного материала. Точность построения варьируется от 0,027мм до 1мм. Как правило, у напечатанного объекта получается слоистая (ребристая) поверхность, выраженность которой зависит от толщины одного слоя. От данного эффекта можно избавиться путем постобработки химическими реагентами или шлифовкой.
К преимуществам технологии 3D печати FDM можно отнести достаточную скорость и простоту изготовления изделий, безопасность, высокую точность, широкий выбор материалов, а также легкость применения и обслуживания оборудования. Кроме того расходные материалы для печати этим способом отличаются доступной стоимостью. Все это в совокупности делает данную технологию самой высококонкурентной и доступной в экономическом плане.
Технология 3D печати FDM может использоваться для быстрого прототипирования и даже для производства небольших серий продукции. В зависимости от выбранного расходного материала по данной технологии можно создавать детали механизмов, игрушки, предметы интерьера, украшения, сувениры и многое другое. Использование высокопрочных инженерных термопластиков позволяет применять данный метод 3D печати для изделий, используемых в аэрокосмической отрасли.
В арсенале нашей компании имеется несколько 3D принтеров, работающих по данной технологии. У нас вы можете заказать качественную 3D печать по технологии FDM любым из доступных материалов и в любом доступном цветовом варианте. Мы гарантируем вам качество и оперативность исполнения заказа любой степени сложности.
Чтобы заказать 3D печать по технологии FDM, необходимо прислать нам файл в формате STL. Доверьтесь нашему профессионализму и воспользуйтесь самой доступной 3D печатью.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТИ STEREOLITHOGRAPHY – + SLA

Технология 3D печати SLA или лазерная стереолитография базируется на послойном отверждении жидкого фотополимера под действием лазерного луча. Технология была придумана 1986 году Чарльзом В. Халлом, основавшим компанию 3D Systems, которая и производит 3D принтеры, печатающие по данной методике.
Фотополимер, выступающий в данном случае в качестве расходного материала, представляет собой смолистое вещество, которое изменяет свои качества под воздействием ультрафиолета – полимеризуется и твердеет. При этом длина волны и время воздействия излучения будут зависеть от условий окружающей среды и конкретного материала.
Принцип построения модели по технологии лазерной стереолитографии на начальном уровне схож с любой другой – смоделированный объект в формате STL загружается в программное обеспечение 3D принтера, размещается в виртуальной рабочей камере и нарезается на слои. В специальную емкость наливается фотополимерная смола. В нее помещается рабочая платформа, на которой будет происходить построение детали. Изначально рабочую платформу устанавливают так, чтобы она была покрыта тончайшим слоем фотополимера (0,05-0,13 мм). Это и будет величиной слоя при печати. Затем включается лазер, он облучает участки, которые впоследствии станут частями готового изделия. В результате облучения материал затвердевает, и рабочая платформа погружается на величину слоя. Алгоритм снова повторяется до тех пор, пока не будут исчерпаны все запрограммированные слои. Затем готовое изделие погружается в спецванну, в которую налит состав для очистки от лишних элементов. А в конце изделие снова подвергается облучению, чтобы оно набрало максимальную прочность.
Стереолитография, как и большинство других технологий 3D печати, требует наличия поддержек. После завершения печати они удаляются вручную.
Главными достоинствами технологии стереолитографии являются высочайшая точность и возможность создания мельчайших и тонкостенных объектов. Методика отличается легкой постобработкой изделий и их практически идеальной поверхностью. Недостаток данной технологии – невозможность использования нескольких материалов сразу. Также невозможна и цветная печать. Свойства модели и ее цвет будут определять начальные характеристики одного фотополимера. Кроме того стоимость такой печати и оборудования недешевы.
В силу того, что стереолитография позволяет получить модель практически любой степени сложности, то основная сфера применения данной 3D печати – научно-исследовательская. А в силу высочайшей точности и детализированности, данная методика используется в медицине, в частности в стоматологии. Также напечатанные модели востребованы в искусстве, ювелирной области, музейном деле и реставрации. Есть фотополимеры, которые могут использоваться для печати моделей, применяемых при литье. Модель, напечатанная на 3D принтере, в этом случае заливается формовочной смесью и помещается в печь для прокаливания при температуре 1000 градусов. В результате полимер выгорает не оставляя и следа, а полученная форма может использоваться для заливки металлом под вакуумом. Когда металл остывает, форма разбивается, и металлическая деталь извлекается.
В нашей компании вы можете заказать 3D печать по технологии SLA. У нас в арсенале профессиональные 3D принтеры, работающие по данной технологии и широкий ассортимент фотополимерных смол с разнообразными характеристиками для 3D печати. Мы гарантируем вам высокое качество и оперативность исполнения заказа. Чтобы заказать 3D печать по методу лазерной стереолитографии, необходимо предоставить нам файл в формате STL.
Воспользуйтесь широчайшими возможностями высокоточной и высокодетализированной стереолитографической 3D печати.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТИ DIGITAL LIGHT PROCESSING – + DLP

3D печать методом DLP – один из самых высокоточных и скоростных методов 3D печати. В ее основе лежит технология, которую придумал Лари Хорнбек для мультимедийных проекторов. Особенность заключается в применении специальной зеркальной матрицы. Каждый отдельный пиксель данной матрицы – это микроскопическое зеркало.
DLP расшифровывается, как Digital Light Processing, что в переводе означает «цифровая обработка светом». Таким образом, эта технология является одной из разновидностей фотополимерной 3D печати и в качестве расходного материала используется фотополимерная смола. Эта смола облучается проецируемым от светодиодов светом и затвердевает. Технология весьма похожа на стереолитографию. Однако при 3D печати SLA—методом каждый слой как бы вырисовывается лазерными лучами. А в технологии DLP слой при помощи той самой матрицы с микрозеркалами целиком проецируется на фотополимер, то есть этот метод больше напоминает штамповку. Таким образом, сохранив высочайшую точность 3D печати, удалось существенно увеличить ее скорость. На данный момент скорость DLP-печати в разы превосходит FDM, SLM и SLA-печать. По этой причине методика 3D печати DLP является одной из самых перспективных.
Толщина одного слоя при печати по технологии DLP составляет 10-15 микрон, что в принципе схоже с показателями для SLA-технологии 3D печати. Для сравнения метод FDM подразумевает минимальную толщину не меньше 50 микрон.
Так как DLP-принтеры – это основные конкуренты SLA-печати, то и применение у них примерно такое же. На них можно печатать изделия для стоматологии, ювелирного дела, сложного дизайна и даже сувениры. Также технология востребована в научно-исследовательской области.
Фотополимеры, используемые при 3D печати данным методом, разнообразны, и можно подобрать материал с нужными характеристиками. Например, есть материалы, имитирующие свойства ABS-пластика, твердых инженерных пластиков и даже резины. Однако важно знать, что в некоторых случаях под действием света, изделия из фотополимеров могут покрываться трещинами и становиться хрупкими. Данная технология подразумевает невозможность использования нескольких материалов сразу. Также невозможна и цветная печать. Свойства модели и ее цвет будут определять начальные характеристики одного фотополимера.
Тем не менее, есть и недостаток у технологии DLP – как и в случае с SLA 3D принтерами, стоимость оборудования весьма высокая, как в принципе и цена фотополимеров. Далеко не каждая, даже крупная компания, сможет себе позволить такой 3D принтер.
Но это вовсе не означает, что вы не сможете воспользоваться скоростью и преимуществами DLP-печати, ведь у вас есть возможность заказать 3D печать на таком 3D принтере в нашей компании. Для этого вам нужно всего лишь предоставить нам STL-файл с нужной моделью. Мы гарантируем вам оперативность исполнения заказа и высокое качество.
Воспользуйтесь возможностями качественной, быстрой и высокоточной DLP-печати.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТИ LED DISPLAY – + LED

Одной из разновидностей технологии 3D печати DLP является 3D печать LED. То есть в основе данного метода лежит все та же цифровая обработка светом (как и расшифровывается Digital Light Processing). Однако в устройствах для 3D печати LED вместо зеркальной чипированной матрицы лежит LED-дисплей, высвечивающий сразу целый слой на материале, подобно своеобразному световому штампу. Использование LED-дисплея позволяет увеличить скорость 3D печати. Так на 3D печать 2,5 см по Z-оси уходит примерно 10-15 минут, и это действительно быстро. Хотя скорость печати в любом случае будет напрямую зависеть от толщины одного слоя.
В качестве расходного материала используется фотополимерная смола, которая под действием ультрафиолетового света полимеризуется, то есть изменяет свои качества, переходя из полужидкого состояния в твердое. Существует масса вариантов фотополимеров, среди которых есть материалы, которые после процесса полимеризации имитируют характеристики твердых, в том числе и инженерных пластиков. Есть и те, которые очень похожи после застывания на классическую резину, то есть имеют те же показатели прочности и эластичности. Также можно подобрать биосовместимые фотополимеры. При выборе материала для печати следует руководствоваться техническими характеристиками и сферой применения конкретного фотополимера.
Как и любая другая фотополимерная 3D печать, технология LED отличается высочайшей точностью и детализированностью. Толщина одного слоя всего лишь 10-15 микрон. С ее помощью можно печатать тонкостенные изделия, объекты со сложной геометрией. Фотополимеры практически не дают усадки и после застывания не изменяют своей геометрии, и это тоже является достоинством, особенно когда необходима печать анатомически точных моделей. Сама технология 3D печати DLP LED, хоть и предусматривает послойную методику создания модели, все же не отличается выраженной слоистостью готовой модели. Поверхность получается практически идеально гладкой, не требующей дополнительной обработки.
Если осуществляется печать сложных объектов, то необходимо использование поддержек. Они могут быть выставлены в автоматическом или ручном режиме непосредственно перед печатью в ходе позиционирования модели в виртуальной рабочей камере. Эти поддержки впоследствии удаляются вручную.
LED-технология подразумевает невозможность использования нескольких материалов сразу. Также невозможна и цветная 3D печать. Свойства готового прототипа и его цвет будут определять начальные характеристики используемого фотополимера.
Сфера применения LED 3D печати в принципе не отличается от области использования DLP-печати, так как эта технология является, по сути, ее усовершенствованием. Технология востребована при производстве слуховых аппаратов и ушных вкладышей, в стоматологии и ортодонтии, а также в ювелирном деле. В силу высокой точности и детализированности 3D объектов, напечатанных по данной технологии, востребованы изделия будут и в области научно-исследовательской, инженерной деятельности.
3D принтер, работающий по технологии печати LED, отличается высокой стоимостью. Однако это не означает, что вам не доступны ее преимущества. Вы можете заказать 3D печать по технологии LED в нашей компании. Мы предлагаем вам большой выбор фотополимерных смол для печати и гарантируем высокое качество моделей, в полном соответствии с предоставленным STL-файлом, и оперативность исполнения заказа.
Воспользуйтесь всеми преимуществами LED-технологии с нашей помощью.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТИ POLYJET – + PJ

PolyJet – это революционная технология 3D печати, которая представляет собой мощнейший инструмент для высокопроизводительного аддитивного производства. Методика была изобретена и запатентована компанией Stratasys. Работа 3D принтера PolyJet очень похожа на обычный, хорошо всем знакомый струйный принтер, вот только печать осуществляется не на бумаге и не простыми чернилами, а на специальной подложке в камере, а в качестве материала выступает жидкий фотополимер на основе акрила.
3D принтер, поддерживающий технологию PolyJet, оснащен специальной печатающей головкой с соплами. Печатающих головок может быть несколько, что позволяет печатать быстрее и даже осуществлять прототипирование нескольких объектов сразу. Процесс печати осуществляется путем дозированного напыления фотополимера. За раз напыляется один слой величиной 16 микрон. Затем на этот слой воздействует ультрафиолетовая лампа и фотополимер превращается в твердый пластик. После рабочая платформа с подложкой опускается, и алгоритм повторяется снова. При печати сложных геометрических форм используется материал поддержки. Для данной технологии создан специальный гелеобразный материал, который легко удаляется простой водой или руками.
Ключевая особенность технологии 3D печати PolyJet – это возможность использования в одном печатном цикле несколько материалов. При этом есть модели 3D принтеров, способные смешивать фотополимеры в различных пропорциях, получая разнообразные композитные материалы с определенными характеристиками. Также данная технология характеризуется возможностью сложной цветопередачи. То есть возможно использование цветной печати, палитра которой насчитывает около 1000 цветов и оттенков. Фактически это единственная технология аддитивного производства, поддерживающая данные возможности.
К другим достоинствам метода можно отнести: высокую скорость печати, высокую точность и детализированность, идеальную поверхность и в целом превосходное качество напечатанных объектов. Кроме того широкий спектр материалов позволяет создавать объекты практически любых видов. В качестве основы можно использовать более 100 разнообразных фотополимерных смол, смешение которых позволяет получать материалы от прозрачных до совершенно светонепроницаемых, от твердых до эластичных и резинообразных. Это действительно новый стандарт реалистичности самых сложных отпечатков. Технология PolyJet позволяет добиваться идеальной гладкости поверхности и имитировать любую даже самую тонкую фактуру. Камера 3D принтера PolyJet довольно большая, но если необходимо напечатать большой объект, то его можно разбить на части, которые потом просто склеиваются.
Единственный минус технологии – ее высокая стоимость. Оборудование обходится очень дорого, да и фотополимерные смолы стоят недешево. Но это не значит, что вы не можете воспользоваться этой технологией, ведь у вас есть возможность заказать 3D печать по технологии PolyJet в нашей компании. В короткие сроки мы реализуем ваш проект на собственном 3D принтере. Все, что вам нужно – предоставить нам файл в формате STL.
Технология 3D печати PolyJet – это действительно безграничные возможности.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТИ COLOR JET PRINTING – + CJP

Цветная струйная 3D печать – технология CJP (ColorJet Printing) – запатентованная методика, изобретенная компанией 3D Systems. Она заключается в послойной склейке и окрашивании порошкового гипсового композита. 3D печать этого вида базируется на методике, которая называется 3DP, является ее усовершенствованием.
3D печать этим методом основывается на применении двух материалов: основной и связующий. Для создания базы слоя применяется расходный материал основного типа. Он состоит из гипса, смешанного с полимером. А связующий используется для склеивания и прокрашивания слоев.
3D принтер, работающий по технологии ColorJet Printing, имеет две камеры. В одну из них засыпается гипсовый композит, а вторая камера используется для удаления лишнего материала. Модель «выращивается» послойно. Специальный валик распределяет на рабочей платформе тонкий слой материала. Печатная головка наносит клеевой состав и окрашивает частицы основного расходного материала. Все это осуществляется в соответствии с загруженной математической 3D моделью. Рабочая поверхность опускается на величину слоя (0,1016 мм), и валик снова наносит слой гипсового композитного порошка, и так до тех пор, пока модель не будет напечатана до конца.
Технология печати ColorJet Printing отличается сравнительно низкой себестоимостью отпечатанных моделей. Преимуществом ее является отсутствие необходимости в поддержках, так как непроклееный материал будет выступать в качестве опорных конструкций. Кроме того тот материал, который не был использован в ходе печати, может использован повторно. Получается, что этот метод аддитивного производства является безотходным.
Технология CJP является единственной, которая использует полиграфическую цветовую палитру CMYK. Эта палитра включает 390 тысяч цветов и оттенков. Материал окрашивается в ходе проклеивания слоя, в результате чего получаются детали с прекрасной цветопередачей.
Точность построения модели данным методом очень высокая, минимальный печатаемый элемент имеет размеры 0,1-0,4 мм. Толщина стенок прототипа, которые не будут разрушаться под собственным весом, составляет 0,102-0,089 мм.
Для моделей, напечатанных по технологии ColorJet Printing свойственна типично гипсовая шершавая поверхность, отличающаяся высокой степенью гигроскопичности. Прочность моделей средняя. Однако готовые модели легко поддаются шлифовке, покраске и проклеиванию. Для улучшения характеристик модели и защиты их от влаги можно покрывать поверхность лаками, восками, смолами, а также всевозможными закрепителями.
Технология может использоваться для 3D печати архитектурных макетов, презентационных образцов изделий, сувенирной продукции, миниатюр и т.д. Несмотря на то, что изделия получаются невысокой прочности, они позволяют визуально оценить прототипы.
3D принтер CJP обладает внушительными габаритами и стоит довольно дорого, несмотря на то, что себестоимость напечатанных прототипов невысока, позволить себе такое удовольствие может не каждый. В нашей компании можно заказать 3D печать по технологии ColorJet Printing. Мы гарантируем вам оперативное исполнение заказа и полное соответствие прототипа смоделированному объекту. Все, что вам нужно – это предоставить нам STL-файл с 3D моделью.
Воспользуйтесь технологией 3D печати CJP с нашей помощью и оцените все ее достоинства на практике.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТИ SELECTIVE LASER SINTERING – + SLS

Селективное, то есть выборочное, лазерное спекание – это технология 3D печати, которая была создана еще в 1979 году. Однако долгое время она была не доступна для рынка, пока в 1996 году не была создана компания DTM. В 2001 году компания 3D Systems перекупила эту компанию, а в 2014 году срок патента истек, и сейчас эта технология доступна широкому кругу потребителей.
Методика 3D печати SLS заключается в том, что материал разогревается пучком лазера до спекания частиц, то есть не полностью. В результате модель получается не цельнолитая, а как бы «спеченная» из отдельных мельчайших частиц. Если рассматривать структуру под увеличением, то будут видны отдельные частицы материала, как бы склеенные друг с другом.
Работа 3D принтера, печатающего по технологии SLS, заключается в следующем. В камеру засыпается порошковый материал. В программное обеспечение загружается 3D модель в формате STL. Рабочая платформа выставляется и на нее наносится тонкий слой материала (толщина около 120 мкм), разравниваемый при помощи валика. Лазер спекает частицы порошка, согласно загруженной модели. После того как слой закончен, платформа опускается и наносится новый слой материала. Процедура будет повторяться до тех пор, пока не будет закончен самый последний слой.
Так как в рабочей камере присутствует неиспользованный материал, то необходимость в поддержках просто отпадает, ведь сложные и нависающие детали будут поддерживаться неиспользованным материалом. Это позволяет получать модели любой, даже очень сложной геометрии.
В качестве расходного материала могут использоваться порошковые полимеры, металлы и их сплавы, керамика, стекло, композитные материалы. Но в любом случае материал должен быть в виде порошка. В силу того, что мощность лазерного излучения может регулироваться, может изменяться степень расплавления материала, и, соответственно, прочность и однородность структуры полученной модели. В настоящее время наиболее популярным материалом для 3D печати по технологии SLS является полиамид. Это универсальный порошковый материал, который может использоваться практически в любой сфере. Если же для печати используется порошковый металл, то он предварительно подогревается, чтобы печать осуществлялась быстрее и легче.
В результате 3D печати получаются модели с поверхностью, которая требует обработки, в частности шлифовки. Модели из полиамида чувствительны к влаге, поэтому их необходимо покрывать защитным составом, например, влагостойкой краской, если планируется использование на улице.
Селективное лазерное спекание показывает прекрасные результаты при использовании в мелкосерийном производстве, а также для изготовления мастер-моделей. Востребована данная технология 3D печати в аэрокосмической отрасли, в производстве и т.д.
Минусы SLS-технологии 3D печати заключаются в дороговизне оборудования. Кроме того порошковый материал представляет потенциальный вред для организма человека, поэтому для таких 3D принтеров оборудуется отдельное помещение с кондиционером и фильтром воздуха. Все это накладывает сложности для аддитивного производства по данной методике. Но это не значит, что вы не можете воспользоваться возможностями технологии селективного лазерного спекания, ведь наша компания оказывает услуги профессиональной 3D печати на таком оборудовании. У нас вы можете заказать 3D печать по технологии SLS. Все что нужно – это предоставить нам файл с 3D моделью в формате STL. Мы гарантируем вам высокое качество печати в полном соответствии с предоставленной 3D моделью.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТИ SELECTIVE LASER MELTING – + SLM

Селективная (выборочная) лазерная плавка – SLM – это метод 3D печати по математической CAD-модели, который используется для создания 3D объектов путем плавки металлических порошков. Для этого используются высокомощные лазеры.
При помощи данной технологии возможно создание точных металлических деталей, которые впоследствии будут использоваться в разнообразных узлах и агрегатах, в том числе и конструкциях неразборного типа, изменяющих свою геометрию в ходе использования. Данный тип печати находит все большее распространение, ведь детали, созданные данным методом, во многом превосходят по своим механическим и физическим характеристикам изделия, произведенные традиционными способами.
Достоинствами 3D печати по технологии SLM являются: возможность решения самых сложных производственных задач, в том числе в аэрокосмической сфере, где на детали и узлы приходится жесткая нагрузка, и предъявляются серьезные требования. Также SLM-печать используется в экспериментальной и научно-технической деятельности, где удается существенно сократить цикл НИОКР, ведь сложнейшие механизмы и изделия можно создавать и не имея серьезной оснастки.
Технология также позволяет печатать объекты с внутренними полостями, благодаря чему удается существенно снизить вес изделий.
Суть метода заключается в послойном нанесении металлического порошка на специальную подогреваемую платформу и последующей обработки его высокомощным лазером, в соответствии с CAD-моделью. Рабочая камера 3D принтера, где осуществляется сам процесс плавления, заполняется аргоном или азотом. Выбор газа будет зависеть от того, какой расходный материал выбран для печати. Инертный газ в основном будет расходоваться при подготовке к печати, когда осуществляется продувка камеры, ведь необходимо добиться условий, чтобы процентное содержание кислорода в камере составляло не более 0,15%. Это необходимое условие, дабы избежать оксидизации металлов. В качестве расходных материалов могут выступать: порошковые металлы и сплавы. Это может быть инструментальная или нержавеющая сталь, титан и его сплавы, алюминий, платина, золото, а также кобальт-хромовые сплавы.
Слой за слоем сплавляется модель. После того как будет закончена печать прототипа, его вынимают из камеры с рабочей платформой и отделяют от нее механическим путем. В дальнейшем может потребоваться ее обработка, ведь поверхность изделия может быть неидеальной. Тем не менее, изделие будет очень прочным и однородным по структуре, схожим с литым.
Одним из достоинств технологии является ее экономичность и безотходность. Ведь неспекшийся материал может использоваться повторно. Толщина одного слоя составляет 20-100мкм. Таким образом, 3D печать SLM – это очень точная и высокодетализированная методика аддитивного производства.
Стоимость 3D принтеров, печатающих по данному методу очень велика. Да и в целом их эксплуатация дело отнюдь не простое, требующее особых условий. Но у вас есть прекрасная возможность воспользоваться 3D печатью по технологии селективного лазерного сплавления с помощью нашей компании. Все, что вам нужно это просто заказать 3D печать по данной методике в нашей компании. Для этого вам необходимо предоставить нам STL-файл с CAD-моделью для печати.
Воспользуйтесь инновационным методом создания высокоточных металлических изделий – SLM-печатью.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТИ ELECTRON BEAM MELTING – + EBM

Один из самых надежных методов 3D печати металлами — EBM-печать или электронно-лучевая плавка. Эта технология аддитивного производства, которая используется для создания высокопрочных, сопоставимых с литыми, металлических изделий. В качестве расходного материала выступает чистый (без примесей) металлический порошок. Печать осуществляется в вакуумной камере, что позволяет минимизировать оксидизацию материала, например чистого титана.
Электронно-лучевая плавка во многом схожа с SLS-технологией 3D печати, то есть выборочной лазерной плавкой. Однако она использует не мощные лазеры, а электронные излучатели, которые служат источниками мощной энергии, используемой для плавки металла. Так называемые электронные пушки выпускают электронные пучки высокой мощности, которые сплавляют металлический порошок. В основе метода аналогичное с другими методами 3D печати — наслоение расходного материала. Наносится слой металлического порошка, и электронные пучки, повторяя контур модели, сплавляют материал. Затем алгоритм снова повторяется, пока не будут созданы все слои и не получится готовый трехмерный объект в соответствии с математической 3D моделью.
В итоге такой 3D печати получается модель из металла высокой плотности, причем пористость структуры отсутствует. Это значит, что дополнительная обработка методом обжига для прочного сплавления материала в модели не потребуется. А сама модель будет обладать высокими характеристиками прочности изначально, то есть не будет ничем отличаться от литых изделий.
Печать по методу электронно-лучевой плавки производится при высоких фоновых температурах 700-1000 градусов по Цельсию. Это позволяет избежать сильной разницы температур между уже охлажденным напечатанным и свежим горячим слоем. Поэтому напечатанные детали не будут страдать от остаточного механического напряжения. Именно так достигается максимально возможная прочность напечатанных EBM-способом изделий.
Данная технология 3D печати используется для создания высокоточных титановых протезов и имплантатов, например имплантатов тазобедренных и коленных суставов, частей черепной коробки и т.д. Титан сочетает в себе прочность и биологическую совместимость.
Также EBM-печать используется в аэрокосмической отрасли. При помощи этой технологии печатаются несущие элементы конструкции разнообразных аппаратов (самолетов, ракет), а также деталей их двигателей. Для этой цели используются прочные и легкие порошковые металлы.
Оборудование для EBM-печати стоит очень дорого. Однако вы можете заказать 3D печать по технологии электронно-лучевой плавки порошкового металла. Мы готовы в самые короткие сроки выполнить ваш заказ, и гарантируем высокое качество напечатанных изделий, в полном соответствии с предоставленным STL-файлом.
Воспользуйтесь высокоточной и высокопрочной 3D печатью металлом – электронно-лучевой плавкой (EBM).

Опорные структуры (поддержки) в FDM 3D-печати

Поддержки — это необходимое зло: они доставляют немало неудобств, но зачастую без них получить изделия просто невозможно, особенно когда речь идет о 3D-печати моделей с навесными структурами. В этой статье поговорим об опорах — какими они бывают, как их избегать и что делать, если без поддержек не обойтись.

1. Когда нужны поддержки

Поддержки нужны тогда, когда у модели есть сильно нависающие элементы или мостики, которым необходимо на что-то опираться, ведь печатать по воздуху FDM-3D-принтеры не умеют. На иллюстрации ниже приведены простые примеры нависающих структур и мостика.

2. Когда поддержки не нужны

Даже если в 3D-модели есть нависающие участки или мостики, это вовсе не говорит от том, что поддержки обязательны. Здесь нужно помнить о двух моментах. Без поддержек, как правило, можно обойтись, когда угол наклона не превышает 45 градусов и когда длина мостиков не превышает 5 мм.

Пусть FDM 3D-принтеры не умеют печатать по воздуху, но они способны укладывать слои со смещением — так, чтобы новая нить лишь частично опиралась на предыдущий слой. Если опирается хотя бы половина ширины новой нити, этого должно быть достаточно. Если же больше половины нависает, тут уже возникает риск проседания, а потому требуются поддержки.

Примерно то же самое и с мостиками: если два вертикальных участка модели соединены горизонтальным сегментом длиной не более 5 мм, скорее всего поддержки не потребуются. Если же длина превышает пять миллиметров, еще неостывший материал может просесть под собственным весом, а значит лучше позаботиться об опорных структурах.

Имейте в виду, что это не строгие правила: много будет зависеть от выбранного материала, температуры, скорости печати и мощности обдува, так что оптимальные настройки желательно определить заранее опытным путем по тестовым моделям, специально проектируемым с разными нависаниями и мостиками — например, вот такой.

3. Почему лучше вообще обходиться без поддержек

По мере возможности желательно избегать 3D-печати с поддержками, и на то есть целый ряд причин.

Повышенный расход материалов

После 3D-печати опоры удаляются и отправляются в мусор, в лучшем случае — на переработку. Так или иначе, построение опор выливается в дополнительный расход филамента и, соответственно, рост себестоимости.

Повышенный расход времени

Время — тоже деньги, и на построение опор требуется время, так что часть рабочего цикла 3D-принтер потратит на поддержки вместо того, чтобы работать над самой моделью.

Дополнительная постобработка

Все эти вспомогательные структуры после 3D-печати придется удалять, причем зачастую это делается вручную — с помощью кусачек, острого лезвия и наждачной бумаги. Мало того что это трудоемкий процесс, он еще и чреват повреждением самой модели. Будьте осторожны при работе с острыми инструментами и не забывайте смачивать модели во время шлифования изделий из легкоплавких полимеров, иначе поверхности могут «поплыть» при чрезмерном нагревании из-за трения.

Отчасти проблема дополнительной постобработки решается использованием двух филаментов — основного и опорного. Для этого потребуется 3D-принтер с как минимум двумя экструдерами, заправленными разными материалами. Идея в том, что по завершении печати один из пластиков можно удалить подходящим растворителем, действующим на опорный материал, но не на основной. Например, модели из АБС (REC ABS) можно напечатать с поддержками из полистирола (REC HIPS), а затем растворить опорный материал в лимонене, не действующем на АБС.

Пример 3D-печати с использованием растворимого опорного материала

Существуют даже специальные водорастворимые опорные филаменты, как правило на основе поливинилового спирта (REC PVA). С такими материалами удобно работать, к тому же они нивелируют риск повреждения хрупких моделей, но не решают проблему повышенной себестоимости.

4. Виды поддержек

По структуре поддержки можно разделить на два основных вида: вертикальные и древообразные. Древообразные позволяют немного экономить на материале, облегчают постобработку и подходят для большинства нависающих структур.

Линейные же дают более плотную площадь контакта и поэтому хорошо подходят даже в самых сложных случаях, но ценой повышенного расхода материала и более трудоемкой постобработки с повышенным риском повреждения поверхностей моделей.

5. Как обойтись без поддержек

Во многих случаях можно обойтись без опорных структур, используя довольно простые решения.

Интегрируйте поддержки в 3D-модель

Если дизайн позволяет, опорные структуры можно встроить в саму модель, то есть сделать ее самонесущей. Взгляните на иллюстрацию ниже: рука в этой скульптуре нависает, а потому требует опор, но поддержками служат подушки, то есть часть самой композиции.

Если этот прием работал для классических скульптур, он подойдет и для 3D-печати. Собственно, вот еще один пример, но уже из современного искусства — скульптура за авторством дизайнера Fantasygraph. Здесь тело поддерживается долгополым платьем, а рука — посохом. Такую модель можно напечатать без опор.

Скосы

Еще один простой способ — замена скругленных поверхностей прямыми скосами с углами менее 45 градусов, как на иллюстрации ниже.

Аналогичным образом круглые отверстия можно заменять полигональными. Если это не технические отверстия, сильной разницы в плане эстетики быть не должно, зато процесс 3D-печати значительно упростится.

Ориентация 3D-моделей

Зачастую бывает и так, что от необходимости в поддержках можно избавиться (или как минимум снизить зависимость) простым разворотом модели на столике. Представьте, что вы печатаете модель в виде ящика или короба с открытым верхом — четыре стенки и дно. Если печатать такую деталь дном вверх, внутреннее пространство придется обильно заполнить поддержками. Если же печатать дном вниз, поддержки не нужны вообще — сначала плоское дно печатается прямо поверх столика, а затем выращиваются вертикальные стенки.

А вот пример посложнее. Это еще одна работа от Fantasygraph: здесь мы видим фигурку с вытянутой рукой. Если печатать фигурку стоя, руке потребуются обильные поддержки, а после удаления на ней, скорее всего, останутся следы. Если же наклонить фигурку на 45 градусов, расход материала сократится, а поддержки потребуются только под основанием, где артефакты после удаления опор не будут видны.

6. Как добиться оптимальных результатов при 3D-печати наклонных участков и мостиков без поддержек

Даже если модель теоретически можно построить без опорных структур, к делу необходимо подходить аккуратно. Чтобы снизить риски брака сделайте следующее:

• Настройте обдув и температуру экструзии

Быстрое охлаждение нависающих участков поможет избежать сползаний и просадки. В то же время старайтесь использовать минимальную допустимую для выбранного материала температуру хотэнда.

Чем медленнее 3D-принтер печатает, тем больше времени у нанесенного материала на охлаждение и затвердевание до того, как он сам станет опорой для следующих слоев.

Это, опять-таки, поспособствует более быстрому охлаждению и набору прочности.

7. 3D-печать с поддержками

Если без поддержек никак не обойтись, остается только оптимизировать процесс настолько, насколько это возможно. Для подготовки 3D-моделей к печати используются специальные программы, называемые слайсерами (подробнее о слайсерах читайте в статье по этой ссылке). Большинство из них умеют расставлять поддержки самостоятельно, автоматически, но в то же время позволяют модифицировать опорные структуры вручную.

Основные моменты, на которые стоит обращать внимание:

• распределение поддержек;
• прочность опорных структур;
• простота удаления опор после 3D-печати;
• возможные повреждения поверхностей после удаления опор.

Так как слайсеров существует множество, далее мы приведем примеры работы с наиболее популярным вариантом под названием Cura.

Автоматическая генерация поддержек

Первым делом необходимо разобраться, нужны ли вообще выбранной модели опорные структуры. С Cura в этом плане все просто: после импорта файла слайсер проанализирует 3D-модель и выделит «нестабильные» участки красным цветом. Это как раз те самые места, где могут потребоваться опоры.

Если включить функцию Generate Support в меню Support, слайсер расставит поддержки там, где посчитает нужным. Некоторые места, например первые слои или короткие мостики, могут оказаться красными и без поддержек, но в большинстве случаев это нормально — программа проанализирует структуру и выставит опоры только там, где без них не обойтись. Чтобы увидеть результат на экране, переключите режим просмотра с Solid на Layer.

Выберите вертикальные или древообразные поддержки

По умолчанию Cura использует вертикальные опоры, но начиная с версии 3.2 доступна опция построения более экономичных древообразных структур.

Проверьте расстановку поддержек

Одна настройка, о которой не стоит забывать, это Placement в секции Support. Здесь доступны два режима: в режиме Everywhere слайсер расставит поддержки везде, где есть нависающие элементы, а в режиме Touching Build Plate только там, где поддержки будут соединять модель непосредственно со столиком. В большинстве случаев, второго режима следует избегать, ибо он может оставить некоторые ключевые участки без необходимых опорных структур, как на иллюстрации ниже.

Как правило, режим Touching Build Plate используется при 3D-печати моделей высокой геометрической сложности, когда использование режима Everywhere приводит к экстремальному насыщению моделей опорами с вытекающей головоломной постобработкой. В итоге решать необходимо исходя из конкретных случаев. Если 3D-модель слишком сложна для обоих режимов, следует либо разбить ее на части, либо выстраивать поддержки растворимыми материалами.

Избегайте контакта опор с вертикальными стенками

Еще одна важная функция в секции Support называется Support X/Y Distance. Этот параметр регулирует минимальный зазор между опорами и вертикальными стенками. В идеале поддержки и стенки не должны соприкасаться, если только самим стенкам не требуются опоры. Если же во время печати вертикальные стенки и опоры будут контактировать, пользы от этого никакой не будет, зато возрастет сложность постобработки.

Слайсер позволяет выставлять минимальное удаление от стенок шагами по 0,2 мм. Настраивайте по обстоятельствам — так, чтобы расстояние было минимальным, но при этом опоры и вертикальные секции модели не соприкасались.

Отрегулируйте зазор между опорами и нависающими структурами по оси Z

Один простой трюк, помогающий удалять опоры по завершении 3D-печати — намеренное ослабление адгезии (то есть схватывания) между опорами и моделью. Сделать это можно с помощью параметра Z-Distance. При правильной настройке Cura оставит небольшие зазоры между нависающими структурами и поддержками так, чтобы они лишь слегка соприкасались.

По умолчанию параметр Z-Distance соответствует выставленной толщине слоя, но если отдирать поддержки слишком тяжело, попробуйте увеличить дистанцию. Параметр настраивается шагами в толщину слоя, так что при печати слоями 0,1 мм попробуйте сначала стандартную Z-Distance в 0,1 мм, а если этого не хватит, то 0,2 или даже 0,3 мм.

Балансируйте между прочностью и простотой постобработки

Cura предлагает несколько вариантов построения опор с разным заполнением. Варианты можно выбирать с помощью параметра Support Pattern в секции Setting. По умолчанию используется вариант с построением зиг-загом.

В большинстве случаев он оптимален, так как хорошо сочетает опорную функцию с относительной простотой отделения поддержек от моделей. При желании можно использовать и другие варианты — с треугольным, линейным, сеточным, перекрестным или двумя видами концентрического распределением опор. Это уже вопрос вкуса, так что не бойтесь экспериментировать.