produkcja addytywna, czyli druk 3D, to proces przekształcania cyfrowych projektów w obiekty trójwymiarowe. Jest to wygodny i niedrogi sposób tworzenia prototypów, a także gotowych produktów, dzięki czemu jest popularny wśród firm, hobbystów i wynalazców.
jedną z technologii stosowanych przez dzisiejsze Drukarki 3D jest selektywne spiekanie laserowe (SLS). Podczas SLS drobne cząstki plastiku, ceramiki lub szkła są łączone ze sobą przez ciepło z lasera o dużej mocy, tworząc stały, trójwymiarowy obiekt.
proces SLS został opracowany i opatentowany w latach 80.przez Carla Deckarda — wówczas studenta na Uniwersytecie Teksańskim — i jego profesora inżynierii mechanicznej, Joe Beamana.
Deckard i Beaman byli zaangażowani w założenie jednego z pierwszych startupów druku 3D, Desk Top Manufacturing (DTM) Corp., w 1989 roku. W 2001 roku DTM został sprzedany firmie 3D Systems, która wcześniej opracowała własną, choć znacznie inną, metodę druku 3D znaną jako Stereolitografia.
jak to działa: SLS
podczas gdy Deckard i Beaman opatentowali proces selektywnego spiekania laserowego, byli daleki od pierwszego zastosowania spiekania — procesu tworzenia obiektów z proszków za pomocą dyfuzji atomowej — do stworzenia trójwymiarowego obiektu. Spiekanie jest używane od tysięcy lat do tworzenia przedmiotów codziennego użytku, takich jak cegły, porcelana i biżuteria.
podobnie jak wszystkie metody drukowania 3D, obiekt wydrukowany za pomocą maszyny SLS rozpoczyna się jako plik CAD (computer-aided design). Pliki CAD są konwertowane do .Format STL, który może być rozumiany przez urządzenie do druku 3D.
Obiekty drukowane SLS są wykonane z materiałów proszkowych, najczęściej z tworzyw sztucznych, takich jak nylon, które są rozproszone w cienkiej warstwie na platformie budowlanej wewnątrz maszyny SLS.
laser, który jest sterowany przez komputer, który mówi mu, jaki obiekt „wydrukować”, pulsuje na platformie, śledząc przekrój obiektu na proszek.
laser podgrzewa proszek do temperatury tuż poniżej temperatury wrzenia (spiekanie) lub powyżej temperatury wrzenia (topnienie), co łączy cząstki w proszku ze sobą w postać stałą.
po uformowaniu warstwy początkowej Platforma maszyny SLS spada-zwykle o mniej niż 0,1 mm-odsłaniając nową warstwę proszku, aby laser mógł śledzić i łączyć się ze sobą. Proces ten jest kontynuowany wielokrotnie, aż cały obiekt zostanie wydrukowany.
gdy obiekt jest w pełni uformowany, pozostawia się go do ostygnięcia w maszynie przed usunięciem.
w przeciwieństwie do innych metod druku 3D, SLS wymaga bardzo niewiele dodatkowego oprzyrządowania po wydrukowaniu obiektu, co oznacza, że obiekty zwykle nie muszą być szlifowane lub w inny sposób zmieniane po wyjściu z maszyny SLS.
SLS nie wymaga użycia dodatkowych podpór do trzymania obiektu razem podczas jego drukowania. Takie podpory są często konieczne w przypadku innych metod drukowania 3D, takich jak Stereolitografia lub modelowanie topionego osadzania, dzięki czemu metody te są bardziej czasochłonne niż SLS.
co powstaje
maszyny SLS mogą drukować obiekty w różnych materiałach, takich jak Tworzywa sztuczne, szkło, ceramika, a nawet metal (co jest pokrewnym procesem znanym jako bezpośrednie spiekanie laserowe metali). To sprawia, że jest to popularny proces tworzenia zarówno prototypów, jak i produktów końcowych.
SLS okazał się szczególnie przydatny w branżach, które potrzebują tylko niewielkiej ilości przedmiotów drukowanych z wysokiej jakości materiałów. Przykładem tego jest przemysł lotniczy, w którym SLS jest używany do budowy prototypów części samolotów.
ponieważ samoloty są budowane w małych ilościach i pozostają w służbie przez wiele lat, nie jest opłacalne dla firm wytwarzanie fizycznych form do części samolotów. Formy te byłyby zbyt drogie do wykonania, a następnie musiałyby być przechowywane przez długi czas bez uszkodzenia lub skorodowania.
korzystając z SLS, firmy mogą tworzyć prototypy, które są przechowywane cyfrowo jako .Pliki STL, które mogą przeprojektować lub przedrukować w razie potrzeby.
ponieważ maszyny SLS mogą drukować w wielu wysokiej jakości materiałach, od elastycznego tworzywa sztucznego po ceramikę spożywczą, SLS jest również popularną metodą drukowania 3D niestandardowych produktów, takich jak aparaty słuchowe, uchwyty dentystyczne i protetyka.
a ponieważ obiekty drukowane za pomocą SLS nie polegają na formach ani nie wymagają dodatkowego oprzyrządowania, ta metoda produkcji jest również przydatna dla każdego, kto chce wydrukować bardzo złożony lub szczególnie delikatny przedmiot.
firmy korzystające z SLS
3D Systems Inc. jest firmą najczęściej kojarzoną z drukiem SLS w Stanach Zjednoczonych. Firma drukuje części na zamówienie dla klientów, ale sprzedaje również swoje maszyny SLS do użytku w biznesie i produkcji.
istnieje również wiele firm w Stanach Zjednoczonych, które używają maszyn SLS, aby zapewnić swoim klientom wysokiej jakości prototypy i gotowe części.
SLS w domu
chociaż na rynku dostępnych jest wiele biurkowych drukarek 3D, większość z tych drukarek używa metody drukowania w dół jako modelowania fused deposition modeling (FDM), a nie SLS.
ponieważ SLS wymaga użycia laserów o dużej mocy, często jest droższy (i potencjalnie bardziej niebezpieczny) w użyciu w domu. Istnieje jednak kilku nieustraszonych wynalazców, którzy pracują nad własnymi wersjami desktopowych drukarek SLS.
Andreas Bastian, student inżynierii w Swarthmore College, niedawno opracował tanią drukarkę SLS, która tworzy obiekty z wosku i węgla.
a drukarka focus SLS to kolejna „domowa” maszyna SLS, która może wprowadzić tę technologię do domów konsumentów. Instrukcje budowania własnej drukarki focus SLS są dostępne na Thingiverse.
śledź Elizabeth Palermo na Twitterze @techEpalermo lub Google+. Śledź LiveScience na Twitterze @livescience. Jesteśmy też na Facebooku& Google+.
najnowsze wiadomości
{{ articleName }}
