Технология 3DP в печати на 3D принтерах

: art

3DP — это технология послойной печати, чаще всего она используется в промышленных 3Д принтерах и среди них выделяется корпорация Z-Corporation.

Эксплуатировать 3D принтеры от Z-Corporation довольно просто: пользователь почти не заметит различий между 3Д-печатью и печатью на обычном принтере.

Сначала вы открываете файл с моделью в специальной программе «ZPrint», которая входит в комплект поставки принтера. Программой поддерживаются многие популярные форматы для объемной печати. Потом вы позиционируете модель в рабочей камере, если надо – изменяете масштаб модели, запускаете печать. Программа выдаст вам ориентировочный расход материалов и время, необходимое для печати изделия – функция весьма полезна при выполнении заказов для клиентов в коммерческих целях.

Технология 3DP

Возможности ZPrint:
— открытие файла для Z-печати;
— ориентация изделия;
— экспортирование ZPR;
— установка 3-мерной печати;
— автоматический подсчет расходных материалов и времени печати;
— фиксирование;
— закрепление;
— изготовление «контрольного» изделия;
— выявление коллизии;
— вращение, выравнивание, масштабирование;
— 3-мерная визуализация;
— 2-мерный режим;
— инструменты для обслуживания;
— печать.

Предварительно можно открыть программу ZEdit, где отредактировать модель, изменить цвет, внести метки, комментарии, которые будут напечатаны на участках изделия. Есть также профессиональная версия программы – ZEditPro, которая дает уже больше возможностей по предварительной корректировке изделия: можно проверить качество модели и пригодность отдельных элементов для печати; разделись большую модель на отдельные части, которые напечатаются отдельно, а потом будут объединены (для упрощения стыковки отдельных компонентов программа сама добавляет штырьки и пазы на отдельных участках модели). Большие элементы могут производиться пустотелыми для уменьшения веса и экономии расходников и т.п.

Печать в 3D-принтере производится по технологии «3DP», запатентованной Z-Corporation. В отличие от других способов, эта технология характеризуется простотой и эффективностью: изделия создаются при помощи ультрафиолетового отверждения жидкого фотополимера или расплавленного термопластика.

3DP приинтер для трехмерной печати

Суть 3DP-технологии сводится к следующему:

1. Для того, что создать или «вырастить» 3-мерную модель используется композитный порошок, похожий на гипс. Дозатор наносит слои порошка на дно специальной камеры.

2. Порошок распределяется тонким слоем осью 3D-принтера.

3. Струйная печатная головка является основным инструментом серийного производства от фирмы Hewlett Packard. Она выборочно наносит склеивающее вещество для укрепления. Склеивающее вещество представляет собой состав из бесцветных компонентов клея. Этот состав готовится на водной основе так же, как и обыкновенные чернила для термоструйной печати. Печатная головка движется над слоем порошка и создает на поверхности рисунок поперечного сечения создаваемого 3-мерного изделия. Процесс аналогичен струйной печати, отличие заключается в том, что вместо бумаги используется порошок, а вместо чернил – клей.

4. По завершению печати одного поперечного сечения происходит опускание дна камеры вниз на толщину порошкового слоя, чтобы подготовить следующий слой. Потом происходит повтор цикла: новый слой порошка засыпается, по нему клеем головка печатает следующее сечение изделия.

5. Частицы порошка скрепляются клеем, создавая в рабочей камере фигуру из отпечатанных поперечных сечений необходимой модели. После завершения печати последнего слоя принтер нагревает камеру с целью высушивания клея. Потом неиспользованный порошок загружается обратно в емкость, из которой он подавался, и вертикальная камера очищается. Готовое изделие остается на дне камеры.

Когда печать окончена, надо выполнить «послепечатную обработку»: воздушной струей удаляем незакрепленные частицы порошка на изделии, где трудно удалять – применяем кисточку; потом пропитываем поверхность закрепляющим составом, чтобы заполнить поры между частичками и сделать изделие более твердым (ну, или придать другие свойства в зависимости от назначения).

Вот как выглядит 3DP печать на видео

Особенности и плюсы 3DP технологии печати.

— Точность печати как при обычном литьевом формировании (очень высокая). Контроль хода печати электронной системой. Тщательное и точное распределение связующего вещества и цвета в областях, заданных ПО Z-принтера.

— Дешевизна порошковых материалов, способствующая снижению производственного процесса (от 0,1 $ за 1 куб. см)

— Высокая надежность и скорость. Большое разрешение позволяет создавать изделия с мелкими деталями. Это возможно благодаря отлаженной технологии термической струйной печати.

— В процессе печати изделие со всех сторон окружено незапечатанным порошком, это дает возможность создавать фигуры сложных форм, которые другим способом или нельзя создать, или требуется установка специальных подпорок для удержания объекта на весу.

— Одновременно можно печатать несколько изделий, разместив их в пространстве печатной камеры. Печатающие головки могут двигаться по всей поверхности порошкового слоя, независимо от формы изделия.

— Во время производственного процесса нет выделений токсических веществ в окружающую среду, что позволяет размещать устройство в любом офисе или доме, и дополнительных вентиляционных систем при этом не требуется. Возможность автоматической откачки неиспользованного порошка из камеры с целью дальнейшего использования делает процесс рационально экономичным.

— Возможна цветная печать на основе технологии чернильной печати, что позволяет воспроизводить до 90% цветового спектра чернил. Также можно наносить на изделия текст и изображения. В конструкции цветного 3Д-принтера, кроме клеевой, есть одна или несколько головок, которые окрашивают порошок в нужный цвет. С целью экономии цветные чернила или клей наносятся только на незначительную площадь поперечного сечения, которая в будущем станет стенкой или внешней поверхностью изделия. Да и на поперечное сечение прозрачный клей наносится экономно (это возможно без ущерба для результата), а на внешние стенки укладывается более плотный слой для повышения прочности.

Посмотрите видео от программы Galileo об этой технологии, в нем рассказывается простыми словами и сопровождается действием все вышеописанное.