Danas je dostupan velik broj tehnologija aditivne proizvodnje, popularno znane kao 3D printanje, koje se mogu koristiti za posao. Predstavit ćemo vam glavne karakteristike svake od tih tehnologija te za svaku od njih pozitivne i negativne strane.

Najvažnija pitanja koja postavljamo klijentima koji razmišljaju prvi put o korištenju 3D printanja / aditivne proizvodnje su:

• Što pokušavate postići?
• Koji svoj trenutni posao biste željeli raditi bolje i učinkovitije?

Ako nadograđujete ili kupujete novu opremu za 3D ispis, razmislite o sljedećem:

• Što vam se sviđa i što vam se ne sviđa u vezi vaše trenutne opreme?
• Što nedostaje trenutnoj opremi?

Razmislite o odgovorima na ova pitanja i imajte ih na umu dok čitate ovaj tekst.

Želite li besplatne savjete o bilo čemu što pročitate ovdje, slobodno nas kontaktirajte putem e-pošte na adresu info@izit.hr ili nas nazovite na broj +385 1 366 70 29.

FDM (Fused Deposition Modeling)

Sažetak: Popularan izbor dobar za većinu primjena, pogotovo ako vam je budžet ograničen.
Stroj za najmanje zahtjeve: Stratasys F170
Najveći radni volumen: Stratasys F900
Vrhunske specifikacije: Fortus 450mc s otvorenim materijalima

Postupak taložnog očvršćivanja(eng.: Fused Deposition Modeling – FDM) može biti dobar početni korak za mnoge tvrtke. To je tehnologija koja dugo postoji, provjerena je i fleksibilna i prikladna je za mnoge primjene.

Kod FDM-a, stroj dovodi filament (savitljivu okruglu „žicu“) načinjen od plastomera (termoplastike) do glave za ispis. Nazubljeni pogonski kotači hvataju čvrsti filament i guraju ga kroz zagrijanu mlaznicu iz koje se istiskuje nit rastopljenog materijala na radnu podlogu. Podloga se potom spušta u malim koracima duž (vertikalne) Z-osi tako da glava za ispis može ispustiti još jedan sloj materijala. Rezultat procesa je 3D objekt.

Ovo je pravi izbor za sve koji traže tehnologiju aditivne proizvodnje koja je odmah spremna za korištenje. FDM strojevi mogu se koristiti u uredskom okruženju jer gotovo da i ne utječu na okoliš. Uz to što su jednostavni za korištenje, općenito su vrlo tihi, čisti i prilično su ekonomični jer gotovo da nema otpada.

Dostupan je širok raspon konstrukcijskih plastomera koji će biti poznati svima koji su ikada radili s polimerima. Stratasys FDM strojevi imaju grijani radni volumen kojim se precizno upravlja, s robusnim parametrima izrade prilagođenim FDM materijalu koji koristite. To pomaže u stvaranju stabilnog, pouzdanog okruženja koje eliminira deformaciju i pregrijavanje materijala te proizvodi ponovljive i točne rezultate.

Dijelovi proizvedeni pomoću FDM strojeva su dimenzijski stabilni i robusni, stoga ih sa sigurnošću možete ponijeti na sastanak i dijeliti okolo bez brige da će se lako oštetiti.

Dorada dijelova proizvedenih FDM-om je jednostavna. Sve površine koje su okrenute prema gradivnoj površini automatski će dobiti potpornu strukturu pomoću GrabCAD Print softvera. Takva potpora održava dio stabilnim tijekom printanja i lako se uklanja. Ovlašteni zastupnici za Stratasys FDM strojeve nude i topivi potporni materijal, kako bi naknadna obrada bila još lakša. Sva potporna struktura se može odlagati (oporabljati) na za to predviđen način, osim preostale tekućine za otapanje topive potpore, koju je potrebno odlagati u skladu s s lokalnim propisima o odlaganju otpada.

Glavni izazov s dijelovima proizvedenim FDM-om je da površina nije tako glatka kao kod drugih tehnologija. S druge strane, ako je glatka površina važna za određeni dio, moguće je promijeniti orijentaciju pri izradi dijela, što može poboljšati završnu obradu ili smanjiti debljinu sloja na račun produženja vremena izrade.

Zašto odabrati Stratasys?

Strojevi za FDM tvrtke Stratasys često su kopirani. Ako ste vidjeli jeftin 3D pisač na Internetu, vjerojatno je to manji printer tehnologije koju zovu FFF i koja radi na vrlo sličnom principu kao FDM. Ti strojevi obično zahtijevaju da operator uloži puno više vremena i niz pokušaja da bi postigao zadovoljavajući rezultate, često nemaju grijan ili zatvoren radni volumen i nisu precizni niti pouzdani kao Stratasys FDM strojevi.

Kao tvrtka koja je izumila proces FDM, Stratasys je otišao puno dalje u njegovu razvoju i zna što je potrebno za pouzdanu i ponovljivu proizvodnju dijelova. Tako su u nedavnoj studiji Stratasys FDM strojevi F123 su pouzdano proizvodili 100% vremena, bez ijednog zastoja, u usporedbi sa 79% pouzdanosti rada kod najbližeg konkurenta. Također su postigli točnost od 97%, za razliku od 57% kod najbližeg konkurenta.

Mnoge tvrtke koje su predstavile jeftine FFF strojeve su nestale čim su se suočile s izazovom stvaranja održive platforme. Ekosustav materijala i softvera tvrtke Stratasys sastoji se od niza proizvoda oblikovanih za tvrtke koje žele uštedjeti vrijeme i novac prilikom prelaska s tradicionalne proizvodnje, a ne za privlačenje hobista. Stratasys FDM strojevi su izvrsni alati za industrijsku upotrebu – ekvivalenti FFF-i to nisu.

PolyJet

Sažetak: Za one koji trebaju glatke površine, fine detalje i zasićenu boju.
Stroj za najmanje zahtjeve: Stratasys J35 Pro
Vrhunske specifikacije: Stratasys J850 Prime s FabriX dodatkom

Ako se FDM strojevi prvenstveno koriste kao alat inženjera, PolyJet strojevi se mogu smatrati izvrsnim alatima za ocjenjivanje dizajna proizvoda. Kada trebate vizualno atraktivne dijelove, prozirne, obojene ili dijelove sa zasićenom bojom s mnogo detalja, PolyJet je pobjednik. Možete koristiti PolyJet strojeve za izradu dijelova visoke estetike, poput proizvodnje darova, ili onih s postupnim prelazima nijansi.

U PolyJet strojevima fotoosjetljiva smola (eng.: resin) se ispisuje slično kao u običnim, 2D ink-jet pisačima i istodobno stvrdnjava UV svijetlom. Mali dio stvrdnute smole potom se uklanja kako bi se stvorila potpuno ravna površina za sljedeći sloj. Zbog toga svaki sloj može biti izuzetno tanak, sve do 14 µm, zbog čega je površina gotovog proizvoda vrlo glatka., a ova tehnologija omogućava i izradu vrlo finih detalja pa ovako proizvedeni dijelovi imaju najbolju estetiku od svih ovdje navedenih tehnologija.

PolyJet strojevi ne samo da mogu printati cijeli volumen u boji, već su nijanse boja i Pantone-certificirane, što jamči da će boje, materijali i završna obrada (Colour, Material, Finish – CMF) bilo kojeg prototipa kojeg proizvedete izgledati isto kao i završni proizvodi.

PolyJet strojevi su pogodni za izradu jednog dijela od dvaju ili više različitih materijala zato što omogućavaju printanje različitim PolyJet materijalima unutar istog volumena, uz korištenje više materijala u istom procesu izrade. Tako je primjerice moguće proizvesti odvijač s mekim rukohvatom ili bilo koji drugi predmet od na dodir različitih materijala u samo jednom procesu izrade.

Kao i kod drugih 3D printera koji koriste fotopolimere, idealno je imati poseban prostor za naknadnu doradu dijelova. Sami strojevi mogu stajati u uredskom okruženju ako je to potrebno, ali naknadna dorada obično uključuje upotrebu aparata za ispiranje vodenim mlazom (miniwash) ili kupke za uklanjanje potporne strukture, što može biti bučno i mokro. Ako dio koji proizvodite ima vrlo fine detalje, topivu je potporu moguće otopiti deterdžentom koji se otapa u običnoj vodi, unutar spremnika koji zagrijava i miješa vodu. Time se izbjegava opasnost od oštećenja modela vodenim mlazom prilikom uklanjanja potpore.

Površine okrenute prema radnoj podlozi iz stroja izlaze s mat površinom, ali se po potrebi mogu polirati u doradi. Iako dijelovi proizvedeni PolyJetom izgledaju nevjerojatno i na dodir su kao pravi dijelovi, obično nisu tako čvrsti kao dijelovi proizvedeni FDM strojevima ili drugim ovdje navedenim tehnologijama. Zato se obično koriste za testiranje dizajna, kao i za ispitivanje tolerancija i oblika.

Primjerice, pri oblikovnaju proizvoda poput usisavača, mnogi naši kupci obično koriste FDM strojeve za provjeru funkcionalnih, konstrukcijskih dijelova poput kućišta, poklopaca, cijevi i konektora. No, kada žele nešto pokazati marketinškom timu ili kupcima, okreću se PolyJetu kako bi postigli da dio izgleda kao onaj iz serijske proizvodnje.

Bitno je imati na umu da morate biti posebno oprezni pri odlaganju neiskorištenog resina – on se ne smije odložiti na deponij miješanog otpada, nego ćete morati zvati specijaliziranu tvrtku za zbrinjavanje takvih materijala.

Zašto odabrati Stratasys?

PolyJet je vrlo razvijena i dobro poznata tehnologija koja ima vrlo malo izravnih konkurenata. Ima bogat ekosustav materijala u boji i nećete morati istraživati što i kako, što bi moglo biti slučaj s nekim konkurentskim sustavima. Tehnologija radi iz prve i dokazano je pouzdana i jednostavna za rad.

P3 Origin

Sažetak: Zamjena za brizganje / tlačno lijevanje plastike, omogućuje brzu proizvodnju u velikim serijama
Dostupan kao: Stratasys Origin One

Ova tehnologija, utemeljena na fotopolimerima nove generacije, pruža ogromnu fleksibilnost korisnicima. Proizvodi dijelove s izvrsnom kvalitetom površine koji imaju bolje mehaničke karakteristike od onih kreiranih pomoću PolyJet strojeva. Tehnologija programabilne fotopolimerizacije (eng.: Programmable PhotoPolymerization – P3) svojevrsno je proširenje tehnologije digitalnog procesiranja svjetla (eng.: Digital Light Processing – DLP), poznatog iz digitalnih projektora. Pri tom postupku se tanki sloj smole drži između radne podloge i fleksibilne, prozirne membrane. Slika se projicira na smolu osjetljivu na UV zračenje, stvrdnjavajući je i na taj način stvara sloj koji gradi dio. Umjesto da se radna podloga spušta po z-osi, podloga se podiže, a novi sloj smole nanosi na stvrdnuti sloj. Jedna od prednosti ovog procesa je da zahtijeva relativno malu količinu materijala na radnoj podlozi.

S podrškom za otvorene parametre izrade, niste vezani za jednog dobavljača materijala, a materijal i možete birati ne temelju mehaničkih svojstava iz ogromne lepeze. P3 fotopolimeri vodećih proizvođača materijala, poput BASF-a, DSM-a i Loctitea odlično se koriste na P3 strojevima.

P3 Origin strojevi posebno su dobri pri brzoj izradi malih dijelova. Fleksibilna platforma znači da mogu proizvesti nekoliko serija uporabom različitih vrsta materijala u jednom danu. Lako je prebaciti se, na primjer, s elastomernog materijala na onaj namijenjen visokim temperaturama, pa na mehanički zahtjevan materijal ako koristite različite gradivne podloge. Proces je visoko ponovljiv, što ga čini savršenim za dugotrajne serije.

Međutim, za razliku od PolyJeta, ova tehnologija nije najbolja za izradu prototipova niti za izradu samo jednog ili dva dijela. Njegova ogromna fleksibilnost zahtijeva puno vremena i tehničkog znanja da bi se proizveo savršeni dio. Najčešće će operator izraditi nekoliko probnih primjeraka , prilagođavajući parametre izrade dok sve ne bude savršeno. Nakon što je taj posao obavljen, stroj može proizvesti stotine ili čak tisuće istih dijelova, a možete biti sigurni da će ponovljivost biti vrlo visoka.

P3 materijali imaju iste uvjete za odlaganje kao i PolyJet ili SAF materijali, dok dijelovi moraju proći dorade pranjem viška smole otapalima IPA ili TPM, nakon čega se stvrdnjavaju u UV „pećnici“.

Zašto odabrati Stratasys?

Origin P3 je standard koji vodeće tvrtke za materijale koriste za razvoj svojih DLP materijala. To je zbog broja senzora i kontrole koje tehnologija nudi, omogućujući predvidljive, stabilne izrade i bolje ukupne rezultate. Dakle, iako se smole koje se koriste na P3 strojevima mogu koristiti i na konkurentskim strojevima, očekujemo da će se najbolja svojstva materijala postići s P3 tehnologijom.

SLA (Stereolitografija)

Sažetak: Za velike, izuzetno glatke dijelove, bilo da se radi o pojedinačnim dijelovima ili velikim serijama.
Stroj za najmanje zahtjeve: Stratasys Neo450e
Vrhunske specifikacije: Stratasys Neo800

Kada je veličina važna, okrenite se Stereolitografiji (SLA). Strojevi iz serije Neo tvrtke Stratasys mogu proizvesti znatno veće dijelove od onih stvorenih pomoću P3 Origin strojeva, a i dalje pružaju iznimno glatku površinu i dobru ponovljivost.

SLA je jedna od najstarijih tehnologija 3D ispisa i oslanja se na obasjavanje laserom površinskog sloja fotopolimera. Nakon što laser stvrdne potrebne zone u jednom sloju, radna se podloga spusti u spremnik, dok se novi sloj smole nanosi odozgo i opet skrućuje laserom. Kao i kod drugih tehnologija temeljenih na smoli, dijelovi se nakon gradnje moraju oprati i očistiti, a zatim stvrdnuti u UV „pećnici“.

Strojevi serije Neo odličan su izbor za veće dijelove u srednjim ili velikim serijama ili za istovremenu izradu niza manjih dijelova kojima možete ispuniti radni volumen stroja. Tako primjerice, momčadi Formule 1 koriste Neo strojeve za proizvodnju modela od fotopolimera s keramičkom ispunom koje će ispitivati u aerodinamičkom tunelu.

Stratasys SLA strojevi općenito su brži od FDM strojeva u proizvodnji velikih dijelova, dok istovremeno daju glatkiju površinu i finije detalje. Nećete trebati proizvoditi probne dijelove kao što je to slučaj s P3 strojevima, jer su parametri stroja robusni i stručnjacima razumljiviji. S otvorenom arhitekturom materijala, vjerojatno je da će oni koji napuštaju svoje stare SLA strojeve moći koristiti svoje postojeće SLA materijale.

Važno je napomenuti da se Neo strojevi realno mogu koristiti samo za jedan materijal, a isti zahtjevi za naknadnom obradom i zbrinjavanjem vrijede kao i za druge tehnologije temeljene na smoli.

Zašto odabrati Stratasys?

Seriju Neo SLA strojeva dizajnirala je britanska tvrtka RPS nakon mnogo godina iskustva u servisiranju strojeva drugih tvrtki. RPS-ovi inženjeri odlučili su iskoristili svoje znanje i napravili vlastiti stroj, uveli velik broj poboljšanja u SLA proces što ga čini najpouzdanijim i najpreciznijim sustavom u ovoj industriji. Stratasys je kupio RPS i dodao svoju moćnu logistiku, prodaju i podršku kako bi ponuda bila još bolja. Nijedan usporedivi sustav mu ne može parirati.

SAF (Selective Absorption Fusion)

Sažetak: Proizvodnja dijelova za krajnjeg kupca na učinkovit način
Dostupan kao: Stratasys H350

Strojevi za staljivanje selektivnom apsorpcijom (eng.: Selective Absorption Fusion – SAF) najbolji su u velikim brojkama. Stvarno velikim! Omogućuju izradu serija dijelova i odlični su za male do srednje velike dijelove. Čak oko 22% radnog volumena može biti iskorišteno za volumen dijelova u jednom ciklusu, što spada među najbolje gustoće smještanja dijelova u kategoriji gradnje iz polimernog praha.

Ova tehnologija radi tako da se na naneseni sloj praha nanese tekućina visoke apsorpcije (HAF) koja služi za poboljšanu apsorpciju toplinske energije. Infracrveni izvor topline topi prethodno zagrijani prah koji se tali i spaja u čvrsti oblik. Sustav koristi mnoge inovacije za kontrolu temperature izrade, koje mu omogućuju izbjegavanje pojava točaka koncentracije topline, što poboljšava ponovljivost i točnost.

Budući da ne koriste lasersku svjetlost, SAF strojevi tale materijale poput poliamida (trgovačkih imena Nylon 11 i Nylon 12) na nižim temperaturama nego druge tehnologije. Niži unos energije znači da će se značajno smanjiti pojave deformacija ili pucanja koje su karakteristične za druge metode aditivne proizvodnje.

Iako su SAF sustavi vrlo prikladni za industrijsku proizvodnju, također se dobro nose s proizvodnjom pojedinačnih dijelova ili malih serija. Korisnici obično koriste samo jedan materijal na stroju – materijali se mogu mijenjati, ali to nije nešto što biste često željeli raditi.

Kao i kod svake tehnologije koja koristi polimerni prah, printer treba smjestiti u zasebnu prostoriju zbog zaštite ljudi. To obično uključuje poseban, zatvoreni prostor s filtriranim zrakom, zajedno s opremom i procedurom za izbjegavanje udisanja praha. Za ispravno odlaganje neiskorištenog praha potrebno je njegovo zbrinjavanje u skladu s lokalnim propisima.

Zašto odabrati Stratasys?

SAF je najnovija evolucija tehnologije staljivanja praha i rješava mnoge probleme koje su drugi strojevi imali pri implementaciji te tehnologije. Uz najveću gustoću iskoristivosti gradivog volumena i manje starenje praha u procesu, možete računati i na tim za istraživanje i razvoj, logistiku i tim za podršku tvrtke Stratasys kako bi vaši proizvodni projekti ostali na pravom putu.