Inleiding

Additive manufacturing (ook wel rapid prototyping of 3D-printing genoemd) is een fabricagemethode waarbij lagen van een materiaal worden opgebouwd om een ​​solide object te creëren. Hoewel er veel verschillende 3D-printtechnologieën zijn, zal dit artikel zich richten op het algemene proces van ontwerp tot het laatste deel. Of het laatste onderdeel nu een snel prototype is of een laatste functioneel onderdeel, het algemene proces verandert niet.

Additief productieproces

1. CAD

Het produceren van een digitaal model is de eerste stap in het additieve fabricageproces. De meest gebruikelijke methode voor het maken van een digitaal model is computer-aided design (CAD). Er is een groot aantal gratis en professionele CAD-programma's die compatibel zijn met additive manufacturing. Reverse engineering kan ook worden gebruikt om een ​​digitaal model te genereren via 3D-scanning.

Er zijn verschillende ontwerpoverwegingen die moeten worden geëvalueerd bij het ontwerpen voor additieve fabricage. Deze zijn over het algemeen gericht op beperkingen van de geometrie van kenmerken en vereisten voor ondersteuning of ontsnappingsgaten en verschillen per technologie.

2. STL-conversie en bestandsmanipulatie

Een kritieke fase in het additieve fabricageproces die verschilt van de traditionele fabricagemethodologie, is de vereiste om een ​​CAD-model om te zetten in een STL-bestand (stereolithografie). STL gebruikt driehoeken (polygonen) om de oppervlakken van een object te beschrijven. Een handleiding voor het converteren van een CAD-model naar een STL-bestand vindt u hier. Er zijn verschillende modelbeperkingen waarmee rekening moet worden gehouden voordat een model naar een STL-bestand wordt geconverteerd, waaronder fysieke grootte, waterdichtheid en aantal polygonen.

Zodra een STL-bestand is gegenereerd, wordt het bestand geïmporteerd in een slicer-programma. Dit programma neemt het STL-bestand en zet het om in G-code. G-code is een programmeertaal voor numerieke besturing (NC). Het wordt gebruikt in computerondersteunde productie (CAM) om geautomatiseerde werktuigmachines (inclusief CNC-machines en 3D-printers) te besturen. Met het slicer-programma kan de ontwerper ook de bouwparameters aanpassen, inclusief ondersteuning, laaghoogte en onderdeeloriëntatie.

3. Afdrukken

3D-printmachines bestaan ​​vaak uit veel kleine en ingewikkelde onderdelen, dus correct onderhoud en kalibratie zijn van cruciaal belang voor het produceren van nauwkeurige prints. In dit stadium wordt ook het afdrukmateriaal in de printer geladen. De grondstoffen die bij additive manufacturing worden gebruikt, hebben vaak een beperkte houdbaarheid en vereisen een zorgvuldige behandeling. Hoewel sommige processen de mogelijkheid bieden om overtollig bouwmateriaal te recyclen, kan herhaald hergebruik resulteren in een vermindering van de materiaaleigenschappen als het niet regelmatig wordt vervangen.

De meeste machines voor additive manufacturing hoeven niet te worden gecontroleerd nadat het printen is begonnen. De machine zal een geautomatiseerd proces volgen en problemen ontstaan ​​over het algemeen alleen als de machine geen materiaal meer heeft of als er een fout in de software zit. Een uitleg over hoe elk van de verschillende additive manufacturing-printers onderdelen produceert, vindt u hier.

4. Verwijdering van afdrukken

Voor sommige additieve fabricagetechnologieën is het verwijderen van de print net zo eenvoudig als het scheiden van het geprinte deel van het bouwplatform. Voor andere, meer industriële 3D-printmethoden is het verwijderen van een print een zeer technisch proces waarbij de print nauwkeurig wordt geëxtraheerd terwijl deze nog in het bouwmateriaal zit of aan de bouwplaat is bevestigd. Deze methoden vereisen gecompliceerde verwijderingsprocedures en zeer bekwame machinebedieners, samen met veiligheidsapparatuur en gecontroleerde omgevingen.

5. Nabewerking

De procedures voor nabewerking verschillen weer per printertechnologie. SLA vereist dat een onderdeel onder UV uithardt voordat het wordt gebruikt, metalen onderdelen moeten vaak worden ontlast in een oven, terwijl FDM-onderdelen meteen kunnen worden verwerkt. Voor technologieën die gebruikmaken van ondersteuning, wordt deze ook verwijderd in de nabewerkingsfase. De meeste 3D-printmaterialen kunnen worden geschuurd en andere nabewerkingstechnieken, waaronder tuimelen, hogedrukreiniging, polijsten en kleuren, worden geïmplementeerd om een ​​afdruk voor te bereiden voor eindgebruik.