De Kernmethoden van Additive Manufacturing Verkend

In het verleden gebruikten productiebedrijven subtractieve processen zoals malen, snijden en boren om producten te maken. Hoewel het wegnemen van materiaal van een groter geheel vroeger goed werkte, vervangen moderne additive manufacturing-processen ze snel. Volgens voorspellingen wordt de additive manufacturing-industrie verwacht te groeien tot een staggerende $23 miljard tegen 2022.

Additive manufacturing is het computergestuurde proces van het bouwen van een 3D-object door laag voor laag materiaal, meestal keramisch of metalen poeder, op een build-platform te compileren tot het eindproduct klaar is. De lagen worden gehard met behulp van hitte, een hardingsmiddel of lasers.

Omdat deze methode additief is, is er minder afval dan bij subtractieve manufacturing, en daarom lagere kosten.

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

Hier zijn de hoofdtypen additive manufacturing om de productiemogelijkheden van je bedrijf te versterken.

Typen Additive Manufacturing-processen

1. Binder Jetting

Binder jetting, ook bekend als material jetting of inktjet poederprinten, is een van de meest voorkomende additive manufacturing-typen.

Deze methode werkt vergelijkbaar met je gewone kantoorprinter, behalve dat het driedimensionale objecten print. In plaats van inkt op een pagina te jetten, jettet binder jetting lijm in een poedermateriaal. De printkop beweegt horizontaal en verticaal, en legt bij elke pas een nieuwe laag bouwmateriaal neer.

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

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

Binder jetting is een van de meest betaalbare additive manufacturing-processen vanwege de relatief lage instapkosten en de goedkope aard van de materialen. Het kan ook objecten sneller maken dan de meeste andere additive manufacturing-processen - en in volle kleur.

Hoewel het veel voordelen heeft, neigen binder jetting-producten ertoe fragiel te zijn en vereisen post-processing, waaronder reinigen en harden, wat vervelend en tijdrovend kan zijn.

2. Directed Energy Deposition (DED)

Directed Energy Deposition (DED) gebruikt lasprincipes om driedimensionale objecten te creëren. Het materiaal - meestal metaaldraad of poeder - wordt gesmolten door een gefocuseerde energiebron zoals een laser of elektronenbundel. Het vloeibare materiaal wordt dan precies op het build-platform gegoten, waar het snel hardent, een laag vormend. Dit proces herhaalt zich tot het object klaar is met printen.

Een van de significante voordelen van DED is dat het niet alleen gebruikt kan worden voor itemcreatie; het kan ook repareren en materiaal toevoegen aan bestaande onderdelen of preforms. Bovendien kan het meerdere materialen in een enkel printproces gebruiken.

3. Materiaalextrusie

Materiaalextrusie werkt vergelijkbaar met een lijmpistool. Het materiaal wordt via een spoel in de printer gevoerd. De punt van de monding verhit en smelt het materiaal. Het vloeibare materiaal wordt dan laag voor laag op het build-platform geplaatst, waar het kan afkoelen en solidificeren, het object vormend.

Veel bedrijven, en zelfs recreatieve gebruikers, genieten van materiaalextusie vanwege de lage kosten van apparatuur en materialen.

Hoewel deze methode de meest goedkope methode van additive manufacturing is, heeft materiaalextusie wel beperkingen. Aangezien de verwarmingselementen niet krachtig genoeg zijn om hoogdichtheidmaterialen zoals metaal te smelten, ben je beperkt tot het gebruik van alleen plastic polymeren - wat mogelijk niet duurzaam genoeg is voor sommige toepassingen, zoals tooling en fixatie.

4. Powder Bed Fusion (PBF)

Powder bed fusion, anders bekend als electron beam melting (EBM), begint met een groot bed van poedermateriaal, meestal plastic, metaal, zand, of keramische poeders gemengd met zand.

Het poeder wordt selectief samengesmolten met behulp van een laser of elektronenbundel. Eenmaal een laag materiaal is gesmolten, beweegt het werkgebied omlaag, en wordt de nieuwe laag erbovenop gebouwd met hetzelfde proces.

Met PBF is er een hoog complexiteitsniveau aan de objecten, wat ze sterker maakt dan objecten gecreëerd door sommige andere typen additive manufacturing. Aangezien het een bed van poeder vereist, is het moeilijk om een schone werkomgeving te handhaven. Deze methode is niet de beste optie voor kleine ruimtes die niet opgezet zijn om poedermaterialen te hanteren.

5. Vel Laminatie

Vel laminatie, anders bekend als ultrasonic additive manufacturing (UAM) of laminated object manufacturing (LOM) - is een additive manufacturing-proces dat dunne vellen van materiaal opstapelt en ze samenbindt door ultrasoonlassen, binden of hardloten. Naarmate de lagen opstapelen, vormt het object zich.

Zodra alle lagen gestapeld en gelamineerd zijn, verwijdert een CNC-machine of lasersnijder overtollig materiaal, wat de eindvorm van het object creëert.

Omdat het in meerdere lagen werkt, stelt vel laminatie fabricanten in staat om diverse materialen te lagen, in volle kleur te printen, en tegen veel lagere kosten dan sommige andere additive manufacturing-processen.

Hoewel vel laminatie relatief goedkoop is, vereist het wel enige post-processing, wat vervelend en tijdrovend kan zijn. Je bent ook beperkt tot materialen die in vellen kunnen komen, zoals papier, plastic en metaal. Omdat objecten na laminatie getrimd moeten worden, is er wel enige afval betrokken in dit additive manufacturing-proces.

6. Vat Polymerisatie

Vat polymerisatie is vergelijkbaar met powder bed fusion, behalve dat het in plaats van een bed poeder een vat van fotopolymerhars gebruikt, die in lagen wordt gehard door een ultraviolette laser. Eenmaal een laag voltooid, wordt meer hars toegevoegd, en de volgende laag wordt gebouwd. Dit proces gaat door tot het object compleet is.

Hoewel hars vrij duur kan zijn, kan vat polymerisatie objecten snel bouwen terwijl het een hoog niveau van nauwkeurigheid en een goede afwerking biedt.

Ondanks de voordelen, zijn vat polymerisatie-fabrikanten beperkt tot het gebruik van foto-harsmaterialen en worden ze verplicht een substantieel niveau van post-processing uit te voeren. De geprinten objecten moeten uit de hars verwijderd en opgeschoond worden voordat ze klaar zijn voor gebruik.

7. Materiaal Jetting

Vergelijkbaar met binder jetting, laagt materiaal jetting materiaal om een object te construeren. In plaats van lijm op een bed poeder te laagen, smelt materiaal jetting wasachtige materialen en deposeert precies druppels op het build-platform. Naarmate de lagen opbouwen, vormt het object zich.

Veel fabrikanten gebruiken materiaal jetting omdat het relatief goedkoop is en uitstekende nauwkeurigheid biedt met hoogwaardige oppervlakteafwerkingen. Helaas is materiaal jetting beperkt tot het gebruik van alleen wasachtige materialen, wat fragiel kan zijn. Het duurt ook langer om objecten te bouwen omdat het één druppel per keer bouwt.

Welk Type Additive Manufacturing is Juist voor Jou?

Voordat je een additive manufacturing-methode selecteert, is het belangrijk om na te denken over wat je van je project nodig hebt. Zoek je een meer budgetvriendelijke optie, of heb je sterker bouwmateriaal nodig? Wat je behoefte ook is, er is een additive manufacturing-proces om je productie te versterken.

Ongeacht welk type additive manufacturing je kiest, is het 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 in je softwareapplicaties verpakt kunnen worden met onze voorgebouwde bibliotheken. Deze benadering helpt je de huidige functionaliteit van je applicaties en hardware-oplossingen uit te breiden en geeft je een competitief voordeel.

Als je hulp nodig hebt met 3D-modellering voor je additive manufacturing-proces, bekijk dan onze toonaangevende 3D Modeling Software Development Toolkits of neem contact op met Spatial-experts om te beginnen.