fabricarea aditivă sau imprimarea 3D este procesul de transformare a desenelor digitale în obiecte tridimensionale. Este un mod convenabil și accesibil de a face prototipuri, precum și produse finite, făcându-l popular cu întreprinderile, pasionații și inventatorii.
una dintre tehnologiile utilizate de imprimantele 3D de astăzi se numește sinterizare selectivă cu laser (SLS). În timpul SLS, particule minuscule de plastic, ceramică sau sticlă sunt topite împreună de căldura de la un laser de mare putere pentru a forma un obiect solid, tridimensional.
procesul SLS a fost dezvoltat și brevetat în anii 1980 de Carl Deckard — pe atunci student la Universitatea din Texas — și profesorul său de inginerie mecanică, Joe Beaman.
Deckard și Beaman au fost implicați în fondarea uneia dintre primele startup-uri de imprimare 3D, Desk Top Manufacturing (DTM) corp., în 1989. În 2001, DTM a fost vândut către 3D Systems, o companie care și-a dezvoltat anterior propria metodă de imprimare 3D, deși mult diferită, cunoscută sub numele de stereolitografie.
cum funcționează: SLS
în timp ce Deckard și Beaman au brevetat procesul de sinterizare selectivă cu laser, au fost departe de a fi primii care au folosit sinterizarea — procesul de creare a obiectelor din pulberi folosind difuzie atomică — pentru a crea un obiect tridimensional. Sinterizarea a fost folosită de mii de ani pentru a crea obiecte de zi cu zi, cum ar fi cărămizi, porțelan și bijuterii.
ca toate metodele de imprimare 3D, un obiect imprimat cu o mașină SLS începe ca un fișier CAD (computer-aided design). Fișierele CAD sunt convertite în .Format STL, care poate fi înțeles de un aparat de imprimare 3D.
obiectele imprimate cu SLS sunt realizate cu materiale pulverulente, cel mai frecvent materiale plastice, cum ar fi nailonul, care sunt dispersate într-un strat subțire deasupra platformei de construcție din interiorul unei mașini SLS.
un laser, care este controlat de un computer care îi spune ce obiect să „imprime”, pulsează în jos pe platformă, urmărind o secțiune transversală a obiectului pe pulbere.
laserul încălzește pulberea fie chiar sub punctul său de fierbere (sinterizare), fie peste punctul său de fierbere (topire), care fuzionează particulele din pulbere împreună într-o formă solidă.
odată ce stratul inițial este format, platforma mașinii SLS scade — de obicei cu mai puțin de 0,1 mm — expunând un nou strat de pulbere pentru ca laserul să urmărească și să fuzioneze. Acest proces continuă din nou și din nou până când întregul obiect a fost tipărit.
când obiectul este complet format, acesta este lăsat să se răcească în mașină înainte de a fi îndepărtat.
spre deosebire de alte metode de imprimare 3D, SLS necesită foarte puține instrumente suplimentare odată ce un obiect este tipărit, ceea ce înseamnă că obiectele nu trebuie de obicei șlefuite sau modificate în alt mod odată ce ies din mașina SLS.
SLS nu necesită utilizarea de suporturi suplimentare pentru a ține un obiect împreună în timp ce este imprimat. Astfel de suporturi sunt adesea necesare cu alte metode de imprimare 3D, cum ar fi stereolitografia sau modelarea depunerii topite, făcând aceste metode mai consumatoare de timp decât SLS.
ce se face
mașinile SLS pot imprima obiecte într-o varietate de materiale, cum ar fi materiale plastice, sticlă, ceramică și chiar metal (care este un proces înrudit cunoscut sub numele de sinterizare directă cu laser din metal). Acest lucru îl face un proces popular pentru crearea atât a prototipurilor, cât și a produselor finale.
SLS s-a dovedit a fi deosebit de util pentru industriile care au nevoie doar de o cantitate mică de obiecte tipărite în materiale de înaltă calitate. Un exemplu în acest sens este industria aerospațială, în care SLS este utilizat pentru a construi prototipuri pentru piese de avion.
deoarece avioanele sunt construite în cantități mici și rămân în funcțiune mulți ani, nu este rentabil pentru companii să producă matrițe fizice pentru piese de avion. Aceste matrite ar fi prea scump pentru a face și apoi ar trebui să fie stocate pentru perioade lungi de timp, fără a fi deteriorate sau corodate.
folosind SLS, companiile pot crea prototipuri care sunt stocate digital ca .Fișiere STL, pe care le pot reproiecta sau retipări după cum este necesar.
deoarece mașinile SLS pot imprima într-o gamă de materiale de înaltă calitate, de la plastic flexibil la ceramică de calitate alimentară, SLS este, de asemenea, o metodă populară pentru imprimarea 3D a produselor personalizate, cum ar fi aparatele auditive, dispozitivele de fixare dentară și protezele.
și pentru că obiectele tipărite cu SLS nu se bazează pe matrițe sau necesită scule suplimentare, această metodă de fabricație este utilă și pentru oricine dorește să imprime un obiect extrem de complex sau deosebit de delicat.
companii care utilizează SLS
3D Systems Inc. este compania cea mai des asociată cu imprimarea SLS în Statele Unite. Compania tipărește piese construite la comandă pentru clienți, dar își vinde și mașinile SLS pentru utilizare în afaceri și producție.
există, de asemenea, multe companii din Statele Unite care folosesc mașini SLS pentru a oferi clienților lor prototipuri de înaltă calitate și piese finite.
SLS acasă
deși există multe imprimante 3D desktop pe piață, majoritatea acestor imprimante utilizează o metodă de imprimare în jos ca modelare de depunere topită (FDM), nu SLS.
deoarece SLS necesită utilizarea laserelor de mare putere, este adesea mai scump (și potențial mai periculos) pentru utilizarea acasă. Cu toate acestea, există mai mulți inventatori îndrăzneți care lucrează la propriile versiuni de imprimante SLS desktop.
Andreas Bastian, student la inginerie la Swarthmore College, a dezvoltat recent o imprimantă SLS low-cost care creează obiecte de ceară și carbon.
și imprimanta Focus SLS este o altă mașină SLS „de casă” care ar putea aduce această tehnologie în casele consumatorilor. Instrucțiunile pentru construirea propriei Imprimante Focus SLS sunt disponibile pe Thingiverse.
urmați Elizabeth Palermo pe Twitter @techEpalermo sau Google+. Urmați LiveScience pe Twitter @ livescience. Suntem, de asemenea, pe Facebook& Google+.
știri recente
{{ articleName }}
