Aditivne tehnologije –princip, vrste postupaka

Mr Dejan Movrin

Jedna slika govori više od hiljadu reči, jedan model govori više od hiljadu slika!

• Proizvodne tehnologije koje omogućavaju generisanje trodimenzionalnih objekata na osnovu 3D modela u digitalnom formatu.

• Fizički objekat nastaje inkrementalno, dodavanjem materijala sloj-po-sloj, sve do potpunog završetka procesa izrade

• Svaki od slojeva predstavlja poprečni presek objekta u odgovarajućoj ravni.

Aditivne tehnologije –princip, vrste postupaka

Osnovni principi 3D štampanja

Eksportovanje 3D modela u fajl “čitljiv” štampaču

Upravljački programštampača seče 3Dmodel na slojeve

Slojevi se štampajujedan iznad drugogdok se ne dobijerealni model

Eksportovani fajl je predstavljenkao određeni broj površi (kojezajedno čine kompozitnu površgraničnog omotača solida). Svakaod površi predstavljena je kao niztrougaonih elemenata

Svaki presek odgovarasloju koji će bitištampan

Aditivne tehnologije –princip, vrste postupaka

Prednosti:

• Proizvoljna složenost geometrije bez dodatnih troškova• Proizvoljna raznolikost proizvodnog programa• Mogućnost izrade gotovih sklopova• Minimalno pripremno vreme• Minimalno vreme obuke• Minimalno rasipanje materijala• Mogućnost kombinovanja materijala

Aditivne tehnologije –princip, vrste postupaka

Stereolitografija (SLA)

• Prva komercijalna tehnologija na tržištu

• Princip očvršćavanja fotopolimera pomoću svetlosti

Stereolitografija (SLA)

Prednosti:

• Brzina• Preciznost• Kvalitet površine• Mogućnosti izrade tankih slojeva (0,05-0,15mm)• Visoka proizvodnost• Velike dimenzije komore (mamut SLA)

Stereolitografija (SLA)

Nedostaci:

• Visoka cena materijala• Potrebno naknadno umrežavanje fotopolimera• Potrebna potporna struktura• Problem skladištenja materijala• Zarobljena tečnost…..

Stereolitografija (SLA)

Primeri modela izrađenih SLA postupkom

Polyjet, Multyjet

• Mreža mlaznica nanosi fotopolimer na podlogu• Očvršćavanje fotopolimera korišćenjem UV lampe

Prednosti:

• Visok kvalitet• Mogućnosti izrade sitnih i tankih delova• Visoka proizvodnost• Upotreba širokog spektra materijala• Potporni materijal se lako uklanja vodenim

mlazom

Nedostatak:• Visoka cena uređaja

Polyjet, Multyjet

Polyjet, Multyjet

Primeri modela izrađenih Polyjet postupkom

Lasersko sinterovanje i topljenje

1. Laser sa sistemom sočiva2. Ogledala za upravljanje laserskim zrakom3. Grejač komore4. Valjak5. Model6. Komora za izradu modela7. Komore sa materijalom

• Spajanje čestica praha korišćenjem laserskog zraka ili elektronskog snopa

• Direktno i indirektno sinterovanje• Postprocesiranje

Prednosti:

• Brz postupak• Visoke mehaničke osobine dobijenih delova• Mala zaostala naprezanja• Izrada malih delova• Upotreba širokog spektra materijala• Nije potrebna potporna struktura• Recikliranje materijala• DSLS – odsustvo postprocesiranja

Lasersko sinterovanje i topljenje

Nedostaci:

• Lošiji kvalitet površine• Pojava poroznosti• Dugo vreme hlađenja• Primena zaštitne atmosfere• Cena opreme

Lasersko sinterovanje i topljenje

Lasersko sinterovanje i topljenje

Proizvodnja laminiranih objekata

• Laminiranje folija isečenih laserom ili nožem• Lepljenje, stezanje, ultrazvučno zavarivanje• Metal, plastika, papir

Prednosti:

• Malo skupljanje delova• Full color štampa• Brzina izrade delova• Niska cena uređaja• Izrada metalnih alata• Nisu potrebne potpore

Nedostaci:• Papir zahteva impregnaciju• Netačnost u pravcu z-ose• Komplikovano odstranjivanje viška materijala• Nemogućnost izrade šupljih delova

Proizvodnja laminiranih objekata

Osnovni elementi 3D štampača

• Vezivanje praškastih materijala pomoću tečnog vezivnog sredstva

• Širok spektar potrošnih materijala• Postprocesiranje

Princip 3D štampanja

Prednosti i ograničenjaCilj: Postići da model daje osećaj realnog dela• Inkjet glava za štampanje precizno nanosi vezivno sredstvo na predviđena

mesta• Debljina sloja ispod 0,1mm, a minimalne debljine zidova 0,5 mm• Mogućnost štampanja pokretnih delova u sklopu• Mogućnost naknadne obrade (bušenje, brušenje, farbanje, metalizacija…)• Širok spektar potrošnih materijala• Nisu potrebne potpore• Niske mehaničke osobine delova• Povišena hrapavost površine• Dosta komplikovano postprocesiranje• Cena potrošnog materijala

3D štampač Z310 plus•Proizvođač: Zcorporation (3D systems)•Boja: Monohromatski•Rezolucija: 300 x 450 dpi•Brzina štampanja u vertikalnom pravcu: 25 mm/hour•Veličina radnog prostora: 203 x 254 x 203 mm•Debljina sloja: 0.089 - 0.203 mm•Broj mlaznica: 304•Podržani foramti: STL, VRML, PLY, 3DS, ZPR•Dimenzije: 74 x 86 x 109 cm•Težina: 115 kg•Kompatibilnost sa operativnim sistemima: Windows® 7, Windows® XP Professional and Windows Vista® Business/Ultimate

Primeri odštampanih delovaIndustrijski proizvodi

Primeri odštampanih delovaProizvodi iz oblasti široke potrošnje

Primeri odštampanih delovaArhitektura, građevina

Primeri odštampanih delovaMedicina

Primeri odštampanih delovaUmetnost I dizajn

Primeri odštampanih delovaUmetnost I dizajn

Kombinovanje tehnologija 3DP i FDM(primer iz prakse)

Kombinovanje tehnologija 3DP i FDM(primer iz prakse)