Technologia tworzenia wyrobów od dawna była oparta na obróbce materiału blokowego w taki sposób, aby uformować z niego gotowy półfabrykat, a po obróbce wykańczającej gotowe elementy. W ostatnich latach coraz większą rolę zaczęły odgrywać metody produkcji addytywnej. Jak dotąd były one stosowane w szybkim wytwarzaniu prototypów (metody Rapid Prototyping), co ułatwiało proces projektowania CAM. Natomiast w ostatnim czasie metody addytywne są równie dobrze wykorzystywane przy produkcji przedmiotów o wysokim stopniu dokładności np. zawiasy do Airbusa A400M.
Najważniejsze metody addytywne:
- Stereolitografia – poprzez obrysowywanie kolejnych przekrojów poziomych zanurzonych w fotopolimerze za pomocą lasera, materiał łączy się w wyniku polimeryzacji i zestalenia, płyta z wyrobem jest opuszczana coraz niżej, aż do uzyskania gotowego modelu
Stereolitografia – produkcja Skorpion Prototyping - SLS – selektywne spiekanie laserowe, materiał nanoszony w formie proszku jest spiekany (wskutek wysokiej energii następuje zespolenie) warstwowo (do 0,06 mm) laserem, stosowane do prototypów oraz elementów metalowych na bazie brązu, stali i metali o niezbyt wysokiej twardości – więcej o samej metodzie można znaleźć na stronie IZTW.
- 3D Printing – drukowanie warstw o grubości nie przekraczającej 0,02 mm, poprzez spajanie cząstek materiału przy zastosowaniu spoiwa łączącego np. gipsu i wody; możliwość wykorzystania proszków ceramicznych, kompozytowych i metalicznych.
Jakie są zatem wady i zalety metod addytywnych?
Zalety:
- Mniejsze zużycie surowca
- Wyższa dokładność produkcji elementów
- Możliwość wykonania elementów o większym stopniu skomplikowania niż dla tradycyjnych metod produkcji
- Mniej skomplikowany proces projektowania wyrobu
- Tworzenie implantów przy pomocy stereolitografii
Wady:
- Koszt urządzeń do SLS wyjątkowo wysoki (kilkadziesiąt tysięcy $), natomiast do 3D Printingu około 5000 $
- Opłacalna metoda produkcji tylko dla dużych zakładów
- Ze względu na gabaryty urządzenia możliwość uzyskiwania stosunkowo małych elementów
- Wysoka porowatość przy SLS i 3D dochodząca nawet do 40 % – konieczność stosowania wzmacniaczy
Na sam koniec chciałby przestawić “ciekawy” przykład zastosowania stereolitografii, który jest niezwykle interesujący z męskiego punktu widzenia :):
W bodajże piątej serii “The big bang theory” Howard Wallowitz przedstawił w uniwersalny sposób zalety 3D Printingu przy produkcji figurki wzorowanej samym sobą :).
Produkcja addytywna jako melodia przyszłości?,
Jest znacznie więcej technologii druku 3D, myślę, że warto wspomnieć również MJP (Multi Jet printing). Jest to technologia nakładania polimeru utwardzanego światłem UV, która pozwala na otrzymanie bardzo dokładnych detali.