Fabricatia aditiva (AM) este numele procesului industriale de imprimare 3D, un proces controlat de computer care creeaza obiecte tridimensionale prin depunerea de materiale, de obicei in straturi.
Cum functioneaza fabricatia aditiva?
Folosind design-ul asistat de computer (CAD) sau scanerele de obiecte 3D, fabricatia aditiva permite crearea de obiecte cu forme geometrice precise. Acestea sunt construite strat dupa strat, spre deosebire de fabricatia traditionala, care necesita adesea prelucrarea sau alte tehnici pentru eliminarea surplusului de materiale.
Procese de fabricatie aditiva
Exista o serie de procese AM distincte cu propriile standarde, care includ:
Binder Jetting
Aceasta tehnica foloseste un cap de printare 3d care se deplaseaza pe axele x, y si z pentru a depune straturi alternative de material pulverulent si un liant lichid ca adeziv.
Depunerea directa de energie
Fabricatia aditiva prin depunere directa de energie poate fi utilizata cu o mare varietate de materiale, inclusiv ceramica, metale si polimeri. Un laser, un arc electric sau un pistol cu fascicul de electroni montat pe un brat misca in plan orizontal sarma de topire, materia prima cu filament sau pulberea, pentru a construi material in timp ce un pat se misca in plan vertical .
Extrudarea materialelor
Acest procedeu de fabricatie aditiva obisnuit foloseste polimeri bobinati care sunt extrusi sau atrasi printr-o duza incalzita, care este montata pe un brat mobil. Acest lucru creeaza material topit, strat cu strat pe masura ce duza se misca in plan orizontal si patul se misca in plan vertical. Straturile adera prin controlul temperaturii sau prin agenti chimici de legare.
Fuziune cu pat de tip pulbere
Fuziunea in patul de pulbere cuprinde o varietate de tehnici de fabricatie aditiva, inclusiv topirea directa a metalelor cu laser (DMLM), sinterizarea cu laser direct a metalelor (DMLS), topirea cu fascicul de electroni (EBM), sinterizarea selective cu laser (SLS) si sinterizarea selectiva a caldurii (SHS). Grinzile electronice, laserele sau capetele de imprimare termica sunt utilizate pentru a topi integral sau partial straturi fine de material, dupa care excesul de pulbere este eliminat.
Laminarea in straturi
Laminarea in straturi poate fi impartita in doua tehnologii; fabricarea obiectelor laminate (LOM) si fabricarea aditivilor cu ultrasunete (UAM). Fabricarea obiectelor laminate este potrivita pentru a crea articole cu aspect vizual sau estetic corespunzator si foloseste straturi alternative de hartie si adeziv. UAM foloseste sudarea cu ultrasunete pentru a imbina foi metalice subtiri; un proces cu energie scazuta, la temperatura scazuta, UAM poate fi utilizat cu diferite metale precum aluminiu, otel inoxidabil si titan.
Polimerizare in cuve
Acest procedeu foloseste un fotopolimer din rasina lichida pentru a crea un obiect in straturi. Oglinzile sunt utilizate pentru a directiona razele ultraviolete care fixeaza fiecare strat de rasina prin fotopolimerizare.
Fabricatia aditivata cu arc de sarma
Fabricatia aditiva cu arc de sarma foloseste surse si manipulatoare de sudare cu arc pentru a construi forme 3D prin depunerea arcului. Acest proces foloseste in mod obisnuit sarma ca sursa de material si urmeaza o cale predeterminata pentru a crea forma dorita. Aceasta metoda de fabricatie aditiva se realizeaza de obicei folosind echipamente robotizate de sudare.
Tehnologii de fabricatie aditiva
Tehnologiile AM pot fi impartite in trei tipuri.
Primul dintre acestea este sinterizarea prin care materialul este incalzit fara a fi lichidizat, pentru a crea obiecte complexe de inalta rezolutie. Sinterizarea cu laser a metalelor foloseste pulbere de metal in timp ce sinterizarea cu laser selectiva utilizeaza un laser pe pulberi termoplastice, astfel incat particulele sa se lipeasca intre ele.
A doua tehnologie de fabricatie aditiva topeste complet materialele. Aceasta include sinterizarea directa a metalelor cu laser, care foloseste un laser pentru a topi straturi de pulbere de metal si topirea fasciculului de electroni, implicand fascicule de electroni pentru a topi pulberile.
Al treilea tip important de fabricatie aditivata este stereolitografia, care utilizeaza un proces numit fotopolimerizare, prin care un laser ultraviolet este tras intr-o cuva de rasina fotopolimera pentru a crea piese ceramice rezistente la cuplu, capabile sa suporte temperaturi extreme.
Cine a inventat AM?
Cel mai vechi echipament de fabricatie aditiva (imprimare 3D) a fost dezvoltat de Hideo Kodama de la Institutul Municipal de Cercetare Industriala Nagoya, cand a inventat doua metode aditive pentru fabricarea modelelor 3D.