De belangrijkste soorten additieve productie

In het verleden gebruikten productiebedrijven subtractieve processen zoals vormen, snijden en boren om producten te maken. Terwijl het verwijderen van materiaal uit een groter geheel eerder goed werkte, vervangen moderne additive manufacturing-processen ze snel. Volgens voorspellingen zal de additieve productie-industrie naar verwachting groeien tot maar liefst $ 23 miljard in 2022.

Additive manufacturing is het computergestuurde proces van het bouwen van een 3D-object door laag op laag materiaal, meestal keramiek of metaalpoeder, op een bouwplatform te compileren totdat het eindproduct klaar is. . De lagen worden uitgehard met behulp van warmte, een verharder of lasers.

Omdat deze methode additief is, is er minder verspilling dan bij subtractieve productie en dus lagere kosten.

Er zijn voor- en nadelen voor elk van de zeven hoofdtypen van additive manufacturing. Het is essentieel om de verschillen te kennen, zodat u de juiste methode voor uw bedrijf kunt kiezen.

Hier zijn de belangrijkste soorten additieve fabricage om de productiemogelijkheden van uw bedrijf te vergroten.

Soorten additieve productieprocessen

1. Bindmiddelspuiten

Binder jetting, ook bekend als material jetting of inkjetpoederprinten, is een van de meest voorkomende typen additieve fabricage.

Deze methode werkt op dezelfde manier als uw gewone kantoorprinter, behalve dat er driedimensionale objecten worden afgedrukt. In plaats van inkt op een pagina te spuiten, spuit het bindmiddel lijm in een poedermateriaal. De printkop beweegt horizontaal en verticaal en legt bij elke passage een nieuwe laag bouwmateriaal neer.

Het is mogelijk om objecten te vervaardigen met binder jetting met behulp van een verscheidenheid aan materialen, waaronder:

• Gipspoeder (krijt)
• Kunststoffen
• Keramiek
• Metaal
• Glas
• Zand

Binder jetting is een van de meest betaalbare additieve productieprocessen vanwege de relatief lage instapkosten en de goedkope aard van de materialen. Het kan ook sneller objecten maken dan de meeste andere additieve fabricageprocessen - en in full colour.

Hoewel het veel voordelen biedt, zijn bindmiddelstraalproducten vaak kwetsbaar en vereisen ze nabewerking, inclusief reiniging en uitharding, wat vervelend en tijdrovend kan zijn.

2. Gerichte energiedepositie (DED)

Directed energy deposition (DED) maakt gebruik van lasprincipes om driedimensionale objecten te creëren. Het materiaal - meestal metaaldraad of poeder - wordt gesmolten door een gerichte energiebron zoals een laser- of elektronenstraal. Het vloeibare materiaal wordt vervolgens precies op het bouwplatform gegoten, waar het snel uithardt en een laag vormt. Dit proces wordt herhaald totdat het object is afgedrukt.

Een van DED's belangrijke voordelen is dat het voor meer dan alleen het maken van items kan worden gebruikt; het kan ook bestaande onderdelen of preforms repareren en materiaal toevoegen. Bovendien kan het meerdere materialen gebruiken in een enkel printproces.

3. Materiaal extrusie

Materiaalextrusie werkt op dezelfde manier als een heet lijmpistool. Het materiaal wordt vanaf een spoel in de printer gevoerd. De punt van het mondstuk verwarmt en smelt het materiaal. Het vloeibare materiaal wordt vervolgens laag voor laag op het bouwplatform geplaatst, waar het kan afkoelen en stollen, waardoor het object wordt gevormd.

Veel bedrijven, en zelfs recreatieve gebruikers, genieten van materiaalextrusie vanwege de goedkope apparatuur en materialen.

Hoewel deze methode de meest goedkope methode voor additieve productie is, is materiaalextrusie niet zonder beperkingen. Aangezien de verwarmingselementen niet krachtig genoeg zijn om materialen met een hoge dichtheid zoals metaal te smelten, bent u beperkt tot het gebruik van alleen plastic polymeren - die mogelijk niet duurzaam genoeg zijn voor sommige toepassingen, zoals gereedschap en bevestiging.

4. Poederbedfusie (PBF)

Poederbedfusie, ook wel bekend als elektronenstraalsmelten (EBM), begint met een groot bed van poedervormig materiaal, meestal plastic, metaal, zand of keramische poeders gemengd met zand.

Het poeder wordt selectief samengesmolten met behulp van een laser- of elektronenstraal. Zodra een laag materiaal is versmolten, gaat het werkgebied naar beneden en wordt de nieuwe laag erop gebouwd met hetzelfde proces.

Met PBF hebben de objecten een hoog complexiteitsniveau, waardoor ze sterker zijn dan objecten die zijn gemaakt door andere vormen van additieve fabricage. Omdat het een poederbed vereist, is het moeilijk om een ​​schone werkomgeving te behouden. Deze methode is niet de beste optie voor krappe ruimtes die niet zijn ingericht om poedervormige materialen te verwerken.

5. Lamineren van vellen

Lamineren van vellen, ook wel bekend als ultrasone additieve fabricage (UAM) of gelamineerde objectfabricage (LOM) - is een additief fabricageproces waarbij dunne vellen materiaal worden gestapeld en aan elkaar worden gehecht door middel van ultrasone lassen, lijmen of solderen. Naarmate de lagen zich opstapelen, krijgt het object vorm.

Zodra alle lagen zijn gestapeld en gelamineerd, verwijdert een CNC-machine of lasersnijder overtollig materiaal, waardoor de uiteindelijke vorm van het object ontstaat.

Omdat het in meerdere lagen werkt, stelt lamineren van vellen fabrikanten in staat om verschillende materialen in lagen te leggen, in full colour te printen en tegen veel lagere kosten dan sommige andere additieve productieprocessen.

Hoewel het lamineren van vellen relatief goedkoop is, vereist het enige nabewerking, wat vervelend en tijdrovend kan zijn. Je bent ook beperkt tot materialen die in vellen kunnen komen, zoals papier, plastic en metaal. Aangezien objecten moeten worden bijgesneden zodra het lamineren is voltooid, komt er wat afval bij dit additieve fabricageproces bij kijken.

6. Vat polymerisatie

Vat-polymerisatie is vergelijkbaar met poederbedfusie, behalve dat in plaats van een bed van poeder, een vat met fotopolymeerhars wordt gebruikt, dat in lagen wordt uitgehard door een ultraviolette laser. Zodra een laag is voltooid, wordt er meer hars toegevoegd en wordt de volgende laag opgebouwd. Dit proces gaat door totdat het object is voltooid.

Hoewel hars behoorlijk duur kan zijn, kan met vatpolymerisatie objecten snel worden geconstrueerd, terwijl het een hoge mate van nauwkeurigheid en een goede afwerking biedt.

Ondanks de voordelen, zijn fabrikanten van vatpolymerisatie beperkt tot het gebruik van fotoharsmaterialen en moeten ze een aanzienlijk niveau van nabewerking uitvoeren. De geprinte objecten moeten van de hars worden verwijderd en schoongemaakt voordat ze klaar zijn voor gebruik.

7. Materiaalspuiten

Vergelijkbaar met bindmiddelstralen, materiaalstralen lagen materiaal om een ​​object te construeren. In plaats van lijm op een poederbed te leggen, smelten materiaalstralen wasachtige materialen en worden nauwkeurig druppels op het bouwplatform afgezet. Naarmate de lagen zich opstapelen, krijgt het object vorm.

Veel fabrikanten gebruiken materiaalstralen omdat het relatief goedkoop is en uitstekende nauwkeurigheid biedt met hoogwaardige oppervlakteafwerkingen. Helaas is materiaalstralen beperkt tot het gebruik van wasachtige materialen, die kwetsbaar kunnen zijn. Het duurt ook langer om objecten te bouwen omdat er één druppel tegelijk wordt gebouwd.

Welk type additieve productie is geschikt voor u?

Voordat je een additieve productiemethode kiest, is het belangrijk om na te denken over wat je nodig hebt voor je project. Bent u op zoek naar een meer budgetvriendelijke optie of moet u sterkere bouwmaterialen gebruiken? Wat uw behoefte ook is, er is een additief productieproces dat uw productie ten goede komt.

Welk type additive manufacturing u ook kiest, het is essentieel om te beginnen met een goed 3D digitaal model. Onze experts bij Spatial hebben meer dan 35 jaar ervaring in 3D-modellering en hebben talloze bedrijven geholpen bij het ontwerpen, testen en op de markt brengen van hun producten.

We bieden uitgebreide pre-processing-functies die kunnen worden verpakt in uw softwaretoepassingen met onze vooraf gebouwde bibliotheken. Deze aanpak helpt u de huidige functionaliteit van uw applicatie en hardwareoplossingen uit te breiden en geeft u tegelijkertijd een concurrentievoordeel.

Als u hulp nodig heeft bij 3D-modellering voor uw additive manufacturing-proces, bekijk dan onze toonaangevende 3D-modelleringssoftwareontwikkelingstoolkits of neem contact op met Spatial-experts om aan de slag te gaan.