Directe productie uitgelegd:de wetenschap achter 3D-printen

Directe productie (DM) – ook wel additieve of snelle productie genoemd – is een proces waarbij uit vloeistof of poeder een solide, driedimensionaal (3D) object ontstaat. Dit kan worden bereikt door de substantie te treffen met een laser of een andere vorm van straal, zoals een elektronenbundel, of door deze in gesmolten vorm door extreem smalle mondstukken te leiden. Gedigitaliseerde ontwerpen, zoals die gemaakt in Computer-Aided Design (CAD)-programma's, worden ingevoerd in een computer die het proces bestuurt en het eindproduct creëert.

Directe productie kan simplistisch worden gekarakteriseerd als ‘3D-printen’. De bediening lijkt misschien op die van een klassieke inkjetprinter, maar werkt in drie dimensies. Net als bij traditioneel drukwerk wordt, zodra het ontwerp in de computer is ingevoerd, de rest van het proces afgehandeld zonder menselijke tussenkomst.

De soorten directe productie kunnen in twee hoofdcategorieën worden verdeeld:die waarin gesmolten materiaal wordt neergelegd en die waarin lagen materiaal worden bewerkt. In het eerste geval wordt gesmolten materiaal – meestal een plastic – geëxtrudeerd door mondstukken, die niet veel breder zijn dan een mensenhaar. De filamenten worden laag voor laag gelegd, volgens de CAD-tekening, met een typische laag van 0,005 inch (0,0127 cm) dik.

Bij materiaal waarop wordt ingewerkt, wordt meestal met een roller een dun laagje poeder aangebracht. Vervolgens wordt met een laser of een andere energiestraal een laag van de CAD-tekening over het poeder geëtst. De poederdeeltjes worden versmolten in de vorm van het pad van de straal, waardoor één laag van de tekening ontstaat. Het proces wordt vervolgens herhaald totdat het item klaar is.

Speciale of beperkte productieartikelen zijn vaak het meest geschikt voor directe productie, zoals prototypes of onderdelen voor ruimtevaartuigen of militaire vliegtuigen met een ongebruikelijke geometrie. Bij het maken van artikelen voor eindgebruikers beweren sommige bedrijven die met DM-methoden werken dat het proces concurrerend is met traditionele bewerkings- en spuitgiettechnieken. Bij de beslissing tussen DM en een ander productieproces moet rekening worden gehouden met het productievolume, de complexiteit van het ontwerp en de waarschijnlijkheid van verandering.

Vanwege de onbetaalbare kosten van matrijzen en machinaal bewerkte onderdelen die nodig zijn voor traditionele productie, kan directe productie zeer geschikt zijn voor korte of onzekere productieruns. Het kan voor andere producten worden gebruikt zodra de beoogde run is voltooid. Voor zeer complexe ontwerpen kan DM mogelijk artikelen uit één stuk maken die met de meeste andere productiemethoden moeilijk of zelfs onmogelijk te maken zijn.

About Mechanics streeft ernaar nauwkeurige en betrouwbare informatie te verstrekken. We selecteren zorgvuldig gerenommeerde bronnen en hanteren een rigoureus proces van factchecking om aan de hoogste normen te voldoen. Lees ons redactionele proces voor meer informatie over onze toewijding aan nauwkeurigheid.