3D tisk nebo aditivní technologie umožňují rychlou výrobu tvarově složitých dílů z plastů, kovů či dalších materiálů. Na této stránce naleznete přehled na trhu dostupných aditivních technologií a jejich zastoupení v rámci NCK MATCA.
Proces tisku je založený na nanášení jednotlivých vrstev nataveného termoplastu, který je do tiskové hlavy dodáván v podobě filamentu nebo granulátu. Po nanesení vrstvy nataveného plastu dochází k jeho rychlému vychladnutí a ztvrdnutí. Výsledná kvalita výrobků je dána kvalitou konstrukce tiskárny a odladěním tiskových parametrů pro daný termoplast a tiskový stroj. Více >>
Tryskání materiálu je jednou z nejrychlejších a nejpřesnějších technologií 3D tisku. Části se zde vytvářejí pomocí nanášení kapiček fotopolymeru, které jsou vzápětí vytvrzovány pomocí zdroje UV záření. Tiskárna může současně nanášet materiál z několika tiskových hlav, což umožňuje tisk více barev nebo více materiálů najednou. Celý proces se opakuje vrstvu po vrstvě až do vytvoření celé součásti. Více >>
Tisk spočívá v nanášení lepidla (vazebného činidla) na plastový prášek v místech definovaných tvarem dané vrstvy vyráběné součásti. Činidlo napomáhá absorpci infračerveného záření, po jehož působení se prášek právě v těchto místech speče. Výsadou této technologie je rychlost produkce částí s vysokou pevností. Ty mohou být, na rozdíl od produktů jiných plastových technologií 3D tisku, použity jako funkční mechanické díly. Více >>
Technologie používá pro vytváření výrobku selektivní vytvrzování části fotopolymerní lázně za pomoci zdroje UV záření umístěného pod LCD displejem, který tvoří clonu osvěcovaného tvaru dané vrstvy. Toto vytvrzování probíhá vždy po vrstvách. Tento způsob tisku se používá pro velmi detailní návrhy s vysokou kvalitou povrchu a rozměrovou přesností, která je vyšší než u technologie FDM. Více >>
Stereolitografie je metoda, při které vzniká výrobek vytvrzováním pryskyřice za pomoci záření. Jako zdroj záření slouží nejčastěji UV laserový paprsek. V místech dopadu paprsku světlocitlivá pryskyřice vytvrdne a vytvoří se vrstva tisknutého modelu. Následně dojde k vytažení tištěné součásti o výšku vrstvy, aby se pod tištěnou součást naplavila nevytvrzená pryskyřice a celý proces se opakuje, dokud není vytvořen celý objekt. Více >>
Selective Laser Sintering (SLS)
Princip technologie spočívá ve spékání práškového materiálu, který je po tenkých vrstvách spékán výkonným laserem. Nejprve je nanesena vrstva prášku v celé ploše stavební platformy. Stroj tento materiál předehřeje na teplotu blízkou jeho bodu tání, aby bylo možné laserem rychle dosáhnout spečení prášku a jeho spojení s předchozí vrstvou. Výhodou tohoto postupu, při kterém je vytvářený model neustále obklopen zbytkovým práškovým materiálem, je možná eliminace potřeby dočasných podpor. Výtisky jsou velmi homogenní a disponují vynikajícími mechanickými vlastnostmi.
Selektivní tavení laserem je výrobní technika podobná technologii SLS, která se zaměřuje na kovové materiály ve formě prášku. Laser se používá k přímému roztavení kovového prášku v místech definovaných tvarem dané vrstvy vyráběné součásti. Jakmile dojde k dokončení vrstvy, klesne stavěcí platforma o tloušťku jedné stavební vrstvy níže a nanese se další vrstva materiálu a celý proces se opakuje až do dokončení celé součásti. Více >>
Technika tisku spočívá v úplném roztavení kovového prášku nebo drátu pomocí elektronového paprsku. Pro zajištění přímého toku elektronů se snížením nechtěných kolizí s plyny v atmosféře se musí zajistit hluboké vakuum v celém tiskovém prostoru. Díky tomu je možné tisknout i reaktivní kovy jako je například titan a jeho slitiny. V případě použití prášku se tato metoda velmi podobá technologii Selective Laser Melting (SLM).
Zobrazit více
Laser Engineering Net Shaping (LENS)
Vstupní surovinou pro tento typ tisku může být buď kovový prášek nebo souvislý kovový drát. Laser vytvoří na stavební platformě lázeň roztaveného kovu, do které je dopraven kovový prášek nebo drát. Vysoká přesnost této technologie snižuje potřebu dalšího obrábění výtisku. Díky nižším nárokům na inertizaci atmosféry a absenci práškového lože dokáže tato metoda vyrobit relativně velké díly při minimální produkci odpadního materiálu.
Electron Beam Additive Manufacturing (EBAM)
Tento způsob tisku také využívá jako surovinu kovový prášek nebo souvislý kovový drát. Ten je elektronovým paprskem ve vakuu lokálně roztaven, spečen a ponechán k vytuhnutí. Po vrstvách se takto vyrábí konečný výrobek. Za výhodu oproti Selective laser melting se považuje vyšší energie elektronového paprsku.
Fused Deposition Modelling (FDM)
Proces tisku je shodný jako u tisku termoplastů. Rozdíl je v použitém filamentu a dokončovacích operacích. Výroba kovových součástí pomocí technologie FDM vyžaduje filament, který obsahuje kovový prášek a dva druhy pojiv. Vytištěnou součást je třeba podrobit dokončovacím operacím pro získání požadovaných mechanických vlastností. Vytištěná součást se nazývá „zelený díl“, z kterého je nutné katalytickým procesem odstranit jedno z pojiv. Tímto procesem vznikne „hnědý díl“, který se umístí do pece, která za vysokých teplot odstraní druhé pojivo a speče kovové částice. Výsledkem je homogenní kovová součást.
Binder Jetting (BJ)
Podstatou Binder Jettingu je nanášení lepidla (vazebného činidla) na kovový prášek. To umožní jeho slepení v požadovaných místech. Proces se opakuje po vrstvách až do vytvoření úplného modelu. Při této metodě se užívá práškového lože a teplota dosahovaná při procesu je daleko nižší než třeba při Selective Laser Melting (SLM). Takto se dá předejít mnoha negativním termodynamickým jevům užitého materiálu. V případě tisku kovových součástí je potřeba zařadit do procesu dokončení v peci, ve které dojde k odstranění pojiva ze součásti a spečení kovových částic dohromady.
Nano Particle Jetting (NPJ)
Tisk je založený na nanášení kovových nanočástic, které jsou společně s kapalným rozpouštědlem nanášeny vrstvu po vrstvě. Po nanesení vrstvy se téměř ihned většina rozpouštědla odpaří a zůstává pouze nezbytné množství, které drží součást pohromadě. Podobně jako u technologie Binder Jetting je teplota při tisku relativně nižší oproti podobným procesům. To umožňuje snížit vliv termodynamických jevů na minimum.
3D tisk ostatních materiálů
Paste Extrusion Modelling (PEM)
Technologie pracuje na principu tisku hustých hmot ve formě pasty. Tato hmota je pod vysokým tlakem vytlačována vrstvu po vrstvě. Vrstva po vytlačení ihned tvrdne. Tento způsob tisku má široký potenciál pro experimentální aplikace v uměleckých projektech, materiálovém výzkumu a dekoracích na zakázku. Díky své jednoduché konstrukci je také bezpečný pro vzdělávací účely a práci s dětmi.
Drop On Demand (DOD)
Jedná se o metodu, která v tiskové hlavě taví materiál a vytváří kapky materiálu, které jsou postupně nanášeny jedna za druhou na tiskovou podložku nebo předchozí vrstvu. Při ohřevu materiálu se zvyšuje tlak, který vypuzuje kapky materiálu z tiskové hlavy. Nejčastěji se využívá pro výrobu voskových modelů ve šperkařství.
Zobrazit více
Laminated Object Manufacturing (LOM)
Proces tisku spočívá ve vrstvení nejčastěji papírových nebo plastových folií, které se k sobě lepí pomocí nahřátého válce. Folie má z jedné strany nanesenou tenkou vrstvu lepidla, případně i barvy. Lepidlo se aktivuje nahřátým válcem, který na vrstvu působí jak teplem, tak i tlakem. Obrys individuálních plátů je vyřezán pomocí nože, laseru či nahřátého drátu. Výhodou této metody je aplikovatelnost na rozměrné výrobky a relativně rychlý proces stavby. Nevýhodou je velké množství odpadního materiálu, který není možné znovu využít.
Binder Jetting (BJ)
Podstatou Binder Jetting je nanášení pojiva na práškový materiál (nejčastěji kov, písek nebo sádru), které umožní jeho spojení v místech definovaných tvarem výrobku. Proces se opakuje po vrstvách až do úplného vytvoření modelu. Pojivo může obsahovat i čtyři základní barvy pro dosažení barevného spektra. Výhodou této metody je rychlý tisk, možnost barevného výtisku, a snadná recyklovatelnost nevyužitého prášku z tisku. Nevýhodou je, že výsledný výtisk nemá velkou pevnost a jeho povrch zpravidla vyžaduje dodatečné úpravy.
Fused Deposition Modelling (FDM)
Technologii FDM lze kromě plastů a kovů použít i pro další materiály. Použitý tiskový materiál obsahuje částice jiného materiálu, například keramiky, které jsou spojeny tavitelným pojivem, které umožňuje extruzi materiálu do požadovaného tvaru při relativně nízkých teplotách. V následných operacích dochází k odstranění pojiva chemickými či tepelně-chemickými procesy a pevnému spojení jednotlivých částic keramiky.
Schematické obrázky 3D tiskových technologií jsou použity se svolením prof. Steffena Rittera.
Projekt NCK MATCA je podporován