Was ist 3D -Druck?

Der 3D -Druck ist eine Herstellungstechnik, bei der Material hinterlegt oder hinzugefügt wird, daher der technische Name "Additive Manufacturing". Das Gegenteil ist die "subtraktive Herstellung", die auf dem Entfernen von Material mit Maschinen wie Dicklatten und Fräsmaschinen basiert. Der 3D-Druck fällt auch unter "Digital Manufacturing", bei dem physische Objekte mit computergesteuerten Werkzeugen hergestellt werden. Die digitale Fertigung erfordert ein CAD -Modell des Teils und eine CNC -Maschine.

Geschichte

Der Ursprung des 3D -Drucks stammt aus den 1980er Jahren, als Dr. Kodama am Nagoya Municipal Institute of Industrial Research eine Technik zur Herstellung einer Objektschicht für Schicht entwickelte. Schließlich reichte Chuck Hull, der Gründer von 3D -Systemen, 1984 das erste kommerzielle Patent für eine Technik namens "Stereolithographie" ein, die jetzt SLA genannt wurde. Diese Technik beinhaltet die Erstellung einer Objektschicht für Schicht, indem ein fotothärtbares Harz mit einem gerichteten Lichtstrahl geheilt wird.

Stereolithographie (SLA)

Zwei Jahre später reichte Professor Carl Deckard von der Universität von Texas ein Patent für selektives Lasersintern oder SLS ein, das ein Plastikpulver mit Hilfe eines Lasers zur Bildung der verschiedenen Schichten des Teils verschmilzt. Gleichzeitig entwickelte Scott Crump, Gründer der Stratasys -Gruppe, einen der ersten fusionierten Filament -3D -Drucker. Diese Technik wurde als FDM bezeichnet und ist derzeit die weltweit am häufigsten verwendete Technik.

Selektives Lasersintern (SLS)

Modellierung der Ablagerung (FDM)

Die additive Fertigung wuchs weiter und seit den 1990er Jahren traten neue Herstellungstechniken auf, wie Bindemittel -Injektionsform und Polyjet. In den 2000er Jahren erschien die neueste in der additive Herstellung erschienen: 3D -Druck von Metallteilen, was eine Modifikation der bereits bekannten SLs darstellt, aber Kunststoff durch das Schmelzen von Metall und Elektronenstrahl ersetzt, was dem vorherigen sehr ähnlich ist, aber den Laser durch einen ersetzt Elektronenstrahl, wodurch das Metall kontrollierter schmilzt.

FDM gegen FFF

Wie bereits erwähnt, legt diese Art von additiver Fertigungstechnologie eine thermoplastische Materialschicht für Schicht ab, um ein Objekt herzustellen. Diese Arbeit basiert hauptsächlich auf dieser Technologie, da sie am einfachsten und daher weltweit am weitesten verbreitet ist.
In dieser Technologie gibt es verschiedene Arten von Maschinen, der grundlegende Unterschied zwischen ihnen ist das Koordinatensystem, das sie verwenden. Wir können sie wie folgt klassifizieren:

Kartesischer

Das am weitesten verbreitete Koordinatensystem auf dem Markt. Es verwendet 3 orthogonale Achsen zur Bewegung.

Kartesischer 3D -Drucker mks3 von Prusa

Delta

Ein Delta -Drucker stützt sich auf zylindrische Koordinaten für seine Bewegung, wodurch mindestens zwei Motoren synchronisiert werden müssen, um eine gerade Linie zu erzeugen. Der gebaute Teil ist während des gesamten Herstellungsprozesses statisch.

Delta 3D -Drucker von Anycubic

Polar

Polare verwenden, wie der Name schon sagt, Polarkoordinaten für die Positionierung. Der Unterschied in Bezug auf Delta -Drucker besteht darin, dass sich das Teil auf seiner vertikalen Achse drehen kann.

Polar 3D -Drucker durch polarer 3D

Roboterarme

Roboterarme, an dessen Ende der Kopf montiert ist und daher mehrere Freiheitsgrade haben kann.

Roboterarm 3D -Drucker

Hybrid 3D -Drucker

Hybriddrucker, die sowohl für additive als auch für die subtraktive Herstellung verschiedener Druckköpfe aufnehmen können. Diese Maschinen würden außerhalb dieser grundlegenden Klassifizierung fallen, da ihr Koordinatensystem eines der oben genannten sein kann.

Hybrid 3D -Drucker von Snapmaker

Innerhalb dieser Klassifizierung gibt es eine unendliche Anzahl von 3D -Druckern mit unterschiedlichen Eigenschaften und Kapazitäten.

Eine andere Klassifizierung würde dem Extrusionssystem entsprechen, das Bowden oder Direct sein könnte. Das Bowden -System hat den Extruder und das Hotend durch ein PTFE -Röhrchen getrennt. Während im direkten System beide Teile verbunden sind und das PTFE -Röhrchen nicht erforderlich ist.

Extrusionssystem des 3D -Drucks

Beide Extrusionssysteme können gleichzeitig mit einem oder mehreren Materialien drucken, dies wird als Multi-Extrusion bezeichnet. Es gibt zwei Arten, die das gleiche Hotend und diejenigen mit unterschiedlichen Extrudern teilen, eines für jedes Material.

Diamond Hotend von Reprap

Doppelte Extrusion von Geetech

Unter denen, die Hotend teilen, finden wir die vom Hersteller PruSA3D vorgeschlagene Multiextrusion, die über einen Materialauswahl und einen einzigen Hotend verfügt. Dieses System verlangsamt den Druckprozess stark und fügt eine zusätzliche Komplikation bei der Kalibrierung hinzu, da eine sehr akribische Kalibrierung erforderlich ist, damit es korrekt funktioniert.

MMU 2.0 durch Prusa

In der unabhängigen Multiextrusion finden wir wiederum ein System namens idex. Dies hat die Besonderheit, dass sich seine Extruder unabhängig voneinander auf einer Achse bewegen, normalerweise die X -Achse, die eine höhere Präzision und eine größere Fähigkeit zum Kombinieren verschiedener Materialien erzielen. Darüber hinaus hat es die Fähigkeit, den konstruierten Teil im selben Druck aufgrund der Unabhängigkeit beider Extruder zu duplizieren.

IDEX 3D -Drucker (Epsilon) durch BCN3D

Um mit Multi-Extrusion zu beenden, ist es erwähnenswert, dass der britische Hersteller E3D im vergangenen Jahr den sogenannten "ToolChanger" auf den Markt gebracht hat Materialien, die gedruckt werden sollen und sogar die Druckparameter ändern.

ToolChanger von E3D