adalékanyag gyártás, vagy 3d nyomtatás, az 1980-as évek óta népszerű módszer prototípusok létrehozására, és gyorsan a leggyorsabb, legolcsóbb módja az egyedi fogyasztási cikkek létrehozásának is. De hogyan működik ez a divatos technológia?

a 3D nyomtatás számos különböző módszere létezik, de a legszélesebb körben alkalmazott folyamat az Fuzion Deposition Modeling (FDM) néven ismert. Az FDM nyomtatók hőre lágyuló izzószálat használnak, amelyet olvadáspontjára melegítenek, majd rétegenként extrudálják egy háromdimenziós objektum létrehozásához.

az FDM mögött álló technológiát az 1980-as években találta fel Scott Crump, a Stratasys Kft.társalapítója és elnöke., a 3D nyomtatók vezető gyártója. Más 3D nyomtatási szervezetek azóta hasonló technológiákat fogadtak el különböző nevek alatt. A brooklyni székhelyű MakerBot cég (amely jelenleg a Stratasys tulajdonában van) egy közel azonos technológián alapult, amelyet fuzionált Izzószálgyártásnak (FFF) neveznek.

hogyan működik az FDM

az FDM nyomtatóval létrehozott objektumok számítógépes tervezésű (CAD) fájlokként indulnak. Mielőtt egy objektumot ki lehet nyomtatni, a CAD fájlt olyan formátumba kell konvertálni, amelyet egy 3D nyomtató meg tud érteni — általában .STL formátum.

az FDM nyomtatók kétféle anyagot használnak, egy modellező anyagot, amely a kész tárgyat alkotja, valamint egy tartóanyagot, amely állványként működik, hogy támogassa az objektumot, ahogy nyomtatják.

nyomtatás közben ezek az anyagok műanyag szálak vagy szálak formájában készülnek,amelyeket egy tekercsből letekernek, és extrudáló fúvókán keresztül táplálnak. A fúvóka megolvasztja a szálakat, majd egy alapra, néha építkezési platformnak vagy asztalnak extrudálja őket. Mind a fúvókát, mind az alapot egy számítógép vezérli, amely egy objektum méretét X, Y és Z koordinátákra fordítja a fúvóka és a bázis számára, amelyet a nyomtatás során követni kell.

egy tipikus FDM rendszerben az extrudáló fúvóka vízszintesen és függőlegesen mozog az építményplatformon,” rajzolva ” egy tárgy keresztmetszetét a platformra. Ez a vékony műanyag réteg lehűl és megkeményedik, azonnal kötődik az alatta lévő réteghez. Miután egy réteg befejeződött, az alapot leeresztik — általában körülbelül egy-tizenhatodik hüvelyk—, hogy helyet biztosítsanak a következő műanyag réteg számára.

A nyomtatási idő a gyártandó tárgy méretétől függ. A kis tárgyak — mindössze néhány köbcentiméter — és a magas, vékony tárgyak gyorsan nyomtatnak, míg a nagyobb, geometriailag összetettebb objektumok hosszabb ideig tartanak a nyomtatáshoz. Más 3D nyomtatási módszerekhez, például a sztereolitográfiához (SLA) vagy a szelektív lézeres szinterezéshez (SLS) képest az FDM meglehetősen lassú folyamat.

amint egy tárgy kijön az FDM nyomtatóból, a tartóanyagokat úgy távolítják el, hogy az objektumot vízben és mosószerben áztatják, vagy hőre lágyuló tartók esetén a tartóanyagot kézzel lekapják. A tárgyakat csiszolni, őrölni, festeni vagy bevonni is lehet funkciójuk és megjelenésük javítása érdekében.

amit gyártanak

az FDM népszerű a különböző iparágakban működő vállalatok körében, az autóipartól (BMW, Hyundai, Lamborghini) a fogyasztási cikkek gyártásáig (Black and Decker, Dial, Nestle). Ezek a vállalatok az FDM-et használják termékfejlesztési, prototípus-készítési és gyártási folyamataik során.

A leggyakoribb nyomtatási anyag FDM az akrilnitril-butadién-sztirol – (ABS), egy közös hőre lágyuló, hogy a használt, hogy sok fogyasztó termékek, LEGO tégla vadvízi kenu. Az ABS mellett néhány FDM gép más hőre lágyuló műanyagokba is nyomtat, például polikarbonátba (PC) vagy poliéterimidbe (PEI). A tartóanyagok általában vízben oldódó viaszok vagy törékeny hőre lágyuló műanyagok, mint például a polifenilszulfon (PPSF).

A hőre lágyuló műanyagok elviselik a hőt, a vegyszereket és a mechanikai igénybevételt, ami ideális anyag a prototípusok nyomtatásához, amelyeknek ellenállniuk kell a tesztelésnek. Mivel az FDM nagyon részletes objektumokat tud nyomtatni, a mérnökök is gyakran használják, hogy teszteljék az alkatrészeket az illesztéshez és a formához.

FDM is használják, hogy készítsen végfelhasználás alkatrészek-különösen a kis, részletes alkatrészek, speciális gyártási eszközök. Néhány hőre lágyuló műszer felhasználható élelmiszer-és gyógyszercsomagolásban is, így az FDM népszerű 3D nyomtatási módszer az orvosi iparban.

a professzionális FDM nyomtatók általában 10 000-300 000 dollárba kerülnek, ami az egyik legolcsóbb lehetőség a teljes 3D nyomtatási rendszerbe befektető vállalkozások számára.

az FDM-et használó vállalatok

míg a Stratasys felelős az FDM feltalálásáért, nem ez az egyetlen vállalat, amely profitál ebből a technológiából. Az elmúlt két évtizedben, FDM vált a legszélesebb körben használt 3D nyomtatási módszer a világon.

számos, FDM nyomtatókat gyártó vállalat 3D nyomtatási szolgáltatásokat is kínál ügyfeleinek, beleértve a külső 3D modellezést és nyomtatást is.

FDM at home

néhány FDM nyomtatót — például a 3D rendszer kockáját, a MakerBot Replikátorát és a Stratasys Mojo — t-hobbisták, feltalálók, do-it-yourselfers és kisvállalkozások tulajdonosai számára terveztek. Kicsi, hatékony és felhasználóbarát.

de miután az egyik ilyen 3D nyomtatók otthonában nem olcsó. A kocka az egyik legolcsóbb asztali FDM nyomtatók a piacon $ 1,299. MakerBot gépei még drágábbak, kezdve az ár $ 2,549 hogy $3,299. És Stratasys Mojo ára alig 10.000 dollár.

Ez a népszerű technológia azonban egyre kevésbé költséges, mivel a 3D-s nyomtatási induló vállalkozások, mint például a kaliforniai székhelyű Pirate3D, arra törekszenek, hogy a 3D technológiát az átlagos fogyasztók otthonába hozzák. A Pirate3D Buccaneere, amely 2013 decemberében esedékes, mindössze 347 dollárért értékesít.

azok a 3D rajongók, akik nem akarnak asztali FDM nyomtatót vásárolni, elkészíthetik sajátjukat. Sok telek Értékesítési készletek és alkatrészek a “replikating rapid-prototyper” vagy RepRap, egy nyílt forráskódú 3D nyomtató tervezési projekt alakult a University of Bath az Egyesült Királyságban.ez FDM nyomtató folyamatosan javul, de a végső cél a projekt célja, hogy hozzon létre egy 3D nyomtató, amely képes nyomtatni új példányait is.

a legfrissebb hírek és funkciók a 3D nyomtatás, látogatás:

• LiveScience téma: 3D nyomtatás