Naujienlaiškis #005 – Granulinio 3D spausdintuvo niuansai, Skirtingos 3D technologijos, Metalinis maketas

Labas!

Šiandienos laiškas bus šiek tiek techninis, tačiau, mano akimis, labai svarbus, gilinantis 3D spausdinimo srityje.

Bendraudamas su klientais pastebiu žinių trūkumą ir nusistovėjusias kategoriškas mintis 3D spausdinimo tema.

Visiškai sutinku, jog klientas neturi žinoti visų technologinių niuansų, mes jai pasirūpiname, tačiau asmeniškai jaučiu poreikį dalintis informacija.

Nusistovėjęs požiūris į 3D spausdinimą kaip vieną bendrą kategoriją, nors po ja slypi daug skirtingų tipų technologijų, o spausdintuvas bibliotekoje nėra vienintelis “3D spausdinimas”.

Šiame laiške atskirsiu dvi sąvokas ir 3D sp. technologijų bendrą kategoriją pavadinsiu “Pridėtine gamyba”, o atskirus jos pogrupius “3D spausdinimo technologija”.

PRIDĖTINĖ GAMYBA (gamybos technologijos, kuriose medžiaga pridedama sluoksnis po sluoksnio ir taip suformuojamas galutinis objektas)
⏬⏬⏬
FDM (Fused deposition modelling) – 3D sp. technologija ➡️ naudojame ekonomiškiems sprendimams. Detalių tiek vidinis, tiek išorinis paviršius nėra struktūriškai tolygūs: matomos sluoksnių linijos. Gamyba iš plastiko gijos arba granulių. Gaminiai dažniausiai naudojami kaip prototipai, tačiau kai kuriais atvejais kaip galutiniai produktai.
⬇️
SLA (Stereolithography) – 3D sp. tech. ➡️ brangesnis ir sudėtingesnis procesas reikalaujantis spec. sąlygų, kadangi darbas vykdomas naudojant dervas. Detalių išorinis paviršius itin tolygus, gali būti skaidrus. Sluoksnio linijos lyginant su FDM yra itin mažos, todėl beveik nematomos. Gaminiai dažnai naudojami kaip galutiniai produktai.
⬇️
SLS (Selective laser sintering) ➡️ brangus industrinis procesas, kurio metu lazeriu lydomi plastiko milteliai. Vidinė detalių struktūra itin tolygi, o paviršius tolygiai grublėtas. Detalės naudojamos kaip visiškai galutiniai produktai, yra patvarios įvairiausiomis sąlygomis.
⬇️
DMLS (Direct metal laser sintering) ➡️ brangus industrinis procesas, kurio metu lazeriu lydomi METALO milteliai. Vidinė detalių struktūra nėra tokia tolygi, kaip vientisų metalų, tačiau stipriai neatsilieka. Paviršius tolygiai grublėtas. Detalės reikalauja nemažai papildomo apdirbimo, kai kuriais atvejais kaitinimo krosnyje. Detalės naudojamos kaip visiškai galutiniai produktai, yra patvarios įvairiausiomis sąlygomis.
⬇️
Paminėjau 3D klasėje naudojamas technologijas, tačiau tai tikrai ne pabaiga. Jei norėtumėte sužinoti apie platesnį spektrą 3D spausdinimo technologijų, brūkštelkit laišką, būtinai pasidalinsiu.

Jeigu tai ne tradicinis, o granulinis 3D spausdintuvas, niuansų atsiranda dar daugiau. Todėl industrijos žingsniai link nesudėtingo bei dideles detales gaminti pajėgaus 3D spausdintuvo kūrimo nėra tokie greiti, o iššūkiai dideli.

Granulinis 3D spausdinimas yra svarbus plačiaformatės gamybos aspektas todėl, kad į kaitinimo galvą galime tiekti didelius kiekius medžiagos greičiau, bei praleidžiame vienas gamybinį etapą.

(Tradiciniams FDM spausdintuvams iš plastiko granulių yra gaminama plastiko gija, kuri tik tokioje formoje yra tiekiama spausdintuvo kaitinimo galvai).

Kiekvieno gamybininko galutinis tikslas: pastovus ir aukštos kokybės rezultatas. Kad jį pasiektume dideliu masteliu, turime vienu metu kontroliuoti šiuos veiksnius:

• Kaitinimo galvos temperatūros – plačiaformačiame 3D spausdinime, kaitinimo galva dažnai turi net 3 kaitinimo elementus, kurie vienas nuo kito priklausomi.
• Kaitinimo galvos slėgis – granulinio 3D spausdinimo metu negalime truktelti medžiagos atgal į kaitinimo galvą, todėl ji visuomet tysta ir palieka likučius ant galutinių detalių. Vienintelis būdas tai kontroliuoti – palaikyti kait. galvos slėgį.
• Sinchronizuotas veikimas tarp kaitinimo galvos ir spausdintuvo judesių – gamybos metu dėl prieš tai įvardinto veiksnio, kiekvienas gaminio kampas = posūkis spausdintuvo galvai. Jei jį įveiksime per greitai, ar per lėtai, ištekės netinkamas kiekis medžiagos ir turėsime nekokybišką gaminį.
• Medžiagos pernešimas ir kokybė – norėdami išlaikyti gaminių kokybę privalome naudoti tik visiškai išdžiovintas granules, kurių pernešimas taip pat nemažas iššūkis, nes reikalinga spec. suspausto oro pernešimo sistema.
• Judesio planavimas (programinė įranga) – standartinės Slicer programos nėra tinkamos planuojant didžiagabaričio 3D spausdintuvo judesius, dėl visų aukščiau išvardintų veiksnių. Reikalingi individualūs sprendimai. Rinkoje jų yra, tačiau dar ne tiek daug, kiek norėtume.
• Kontroliuojama aplinka – didelės detalės vėsdamos traukiasi, o tai sukuria ypatingai stiprias jėgas, kurios dažnai randa būdą, kaip atplėšti detalę nuo spausdinimo plokštumos dar nepasibaigus gamybai.

  Plačiaformačiame 3D spausdinime kasdienės problemos, su kuriomis susiduria namų sąlygomis spausdinantys gamintojai, yra 5 kartus labiau pastebimos, dažnos ir nešančios didesnius nuostolius.

  Įsivaizduokite situacija, kurioje pastebite, kad 25 kilogramų gaminys, spausdintas virš 20 valandų yra brokuotas.

  Plačiaformatis 3D spausdinimas yra pastovus šokis tarp medžiagų mokslo, programinės įrangos ir techninių sprendimų.

Neseniai sulaukiau pasidalinimo nuotrauka iš Lietuvoje vykusio renginio, kuriame buvo pristatoma Huawei produkcija, o tam buvo pasitelktas metalinis! konteinerio su el. komponentais modelis. Pamėginus įsivaizduoti, kiek valandų tokio tipo darbas užtruko, man suspaudžia galvą. Tačiau pripažinsiu, kad maketas nesunaikinamas 😀

Tokio tipo kūrybiniuose maketų sprendimuose svarbu žongliruoti biudžetu: jei reikalingas didesnis įspūdis – galima investuoti į daugiau papildomo rankų darbo ar brangesnes medžiagas, jei reikalingas ekonomiškumas – galima daugiau detalių 3D spausdinti ir bent šiek tiek sumažinti rankų darbo kiekį (nors šiuose projektuose jis neišvengiamas).

Labai džiaugiuosi matydamas aukšto lygio įmones naudojančias maketus pristatymams, parodoms bei pardavimams ir nekantrauju prisiliesti prie naujų reprezentacinių maketų projektų.