Od konce 70. let 20. století bylo vynalezeno několik procesů 3D tisku. Tiskárny byly původně velké, drahé a jejich možnosti výroby byly značně omezené.
V současné době je k dispozici velké množství aditivních procesů. Hlavní rozdíly mezi procesy jsou ve způsobu nanášení vrstev pro vytvoření dílů a v použitých materiálech. Některé metody materiál pro výrobu vrstev roztaví nebo změkčí, např. selektivní laserové tavení (SLM) nebo přímé laserové spékání kovů (DMLS), selektivní laserové spékání (SLS), tavené depoziční modelování (FDM) nebo výroba z tavených vláken (FFF), zatímco jiné vytvrzují tekuté materiály pomocí různých sofistikovaných technologií, jako je stereolitografie (SLA). Při výrobě vrstvených objektů (laminated object manufacturing – LOM) jsou tenké vrstvy (např. papír, polymer, kov) vyřezávány do požadovaného tvaru a spojovány dohromady. Částečková depozice pomocí inkoustové technologie tiskne vrstvy materiálu ve formě jednotlivých kapek. Každá kapka tuhého inkoustu z tavného materiálu ve skutečnosti vytiskne jednu částici nebo jeden objekt. Barevné inkousty Hot-melt tisknou jednotlivé kapky CMYK na sebe a vytvářejí tak jednobarevný objekt s 1-3 natavenými vrstvami. Složité 3D modely se tisknou s mnoha překrývajícími se kapkami natavenými do vrstev podle definice nařezaného souboru CAD. Technologie inkoustového tisku umožňuje, aby 3D modely byly pevné nebo otevřené buněčné struktury, jak je definováno konfigurací inkoustového tisku 3D tiskárny. Každá metoda má své výhody a nevýhody, a proto některé společnosti nabízejí výběr prášku a polymeru pro materiál použitý k vytvoření objektu. Jiné někdy používají jako stavební materiál standardní, běžně dostupný obchodní papír pro výrobu odolného prototypu. Hlavními hledisky při výběru stroje jsou obecně rychlost, náklady na 3D tiskárnu, na vytištěný prototyp, výběr a cena materiálů a barevné možnosti.
Tiskárny, které pracují přímo s kovy, jsou obecně drahé. Levnější tiskárny však lze použít k výrobě formy, která se pak použije k výrobě kovových dílů.
| Typ | Technologie | Materiály |
|---|---|---|
| Technologie inkoustového tisku | Kapkové nebo kontinuální (s jednou nebo více tryskami) nanášení částic | Tavné materiály (vosk, termoplasty, kovové slitiny) |
| Vytlačování materiálů | Tavené depoziční modelování (FDM) nebo tavená výroba vláken (FFF) a tavená výroba pelet nebo tavená výroba částic | Termoplasty, eutektické kovy, jedlé materiály, pryže, modelovací hlína, plastelína |
| Robotické odlévání nebo svařování MIG 3D tiskem nebo přímý zápis inkoustem (DIW) nebo aditivní výroba na bázi vytlačování kovů (EAM) a keramiky (EAC) | Směsi kovových pojiv (včetně kovové hlíny a hlíny z drahých kovů), směsi keramických pojiv (včetně keramických jílů a keramických kaší), cermet, kompozit s kovovou matricí, kompozit s keramickou matricí, kov (MIG svařování) | |
| Composite Filament Fabrication (CFF) | Nylon nebo nylon s krátkými uhlíkovými vlákny + výztuž ve formě uhlíku, kevlaru, Sklo a sklo pro vysokoteplotní vlákna | |
| Light polymerized | Stereolitografie (SLA) | Fotopolymer (včetně preceramických polymerů) |
| Digitální zpracování světla (DLP) | Fotopolymer | |
| Výroba kontinuálního kapalného rozhraní (CLIP) | Fotopolymer + tepelně aktivovaná chemie | |
| Práškové lože | 3D tisk s práškovým ložem a inkoustovou hlavou (3DP) | Téměř jakákoli kovová slitina, práškové polymery, sádra |
| Tavení elektronovým paprskem (EBM) | Téměř jakákoli kovová slitina včetně slitin titanu | |
| Selektivní laserové tavení (SLM) | Slitiny titanu, kobalt-chromové slitiny, nerezová ocel, Hliník | |
| Selektivní tepelné slinování (SHS) | Termoplastický prášek | |
| Selektivní laserové slinování (SLS) | Termoplasty, kovové prášky, keramické prášky | |
| Přímé laserové spékání kovů (DMLS) | Téměř všechny kovové slitiny | |
| Laminované | Výroba laminovaných objektů (LOM) | Papír, kovové fólie, plastové fólie |
| Práškové nanášení | Přímé nanášení energie | Téměř jakákoli kovová slitina |
| Drátěné | Výroba volných tvarů pomocí elektronového svazku (EBF3) | Téměř jakákoli kovová slitina |
Inkoustová technologieEdit
Dýzu s kapalným materiálem lze natáhnout přes savý povrch a vytlačit tak materiál, elektrostaticky vytažena z většího tryskového otvoru, natlakována k proudění materiálu nebo tlak kapaliny vybuzen k vypuzení krátkého výtrysku kapaliny ve formě spreje nebo jednotlivých kapek. Plnicí pero s hrotem je příkladem vytékajícího materiálu. Příkladem proudící tekutiny je hadice. Krátký výstřik čerpadla je příkladem výronu kapky nebo spreje.
Dýzy mohou být vyrobeny z libovolného materiálu a mohou být jednoduché s jednou komorou pro kapalinu nebo vícedýzy s jednou nebo více komorami pro kapalinu. Dnešní výrobky inkoustových tiskáren mohou být libovolnou variantou těchto stylů inkoustových trysek.
Inkoustový materiál pro inkoustové trysky musí mít pouze dostatečně nízkou viskozitu, aby kapalina mohla projít otvorem trysky. Materiály mohou být roztaveny, aby byly tekuté. Tyto inkousty se nazývají hot-melt inkousty. Ve všech případech musí být inkoustové barvy na tištěném povrchu trojrozměrné, aby vznikla složka výšky Z pro 3D objekt.
Průkopníkem inkoustového tisku byla společnost Teletype, která v roce 1966 představila elektrostatický tahový dálnopis Inktronic. Tiskárna měla 40 trysek, které nabízely průlomovou rychlost 120 znaků za sekundu.
Kontinuální inkoustové trysky byly populární v 50.-60. letech 20. století, než byly v roce 1972 vynalezeny inkoustové trysky Drop-On-Demand. Kontinuální trojrozměrné inkousty byly na bázi vosku a nízkoteplotních kovových slitin. Tisk pomocí těchto inkoustů s horkou taveninou vytvářel alfanumerické znaky, které byly pevné a podobné 3D, ale nikdo je nepovažoval za 3D tisk. V roce 1971 si mladý inženýr Johannes Gottwald nechal patentovat záznamník z tekutého kovu, který tiskl velké znaky z kovu pro nápisy, ale společnost Teletype Corp tento objev ignorovala. Braillovo písmo se tisklo voskovými inkousty, ale v 60. letech 20. století se nikdy nekomercionalizovalo.
V roce 1972 byly vynalezeny inkoustové tiskárny typu DOD (Drop-On-Demand), které využívaly piezoelektrickou technologii „stisku“ k čerpání jedné kapky na stisk. V těchto prvních DOD tryskách se používaly pouze inkousty na bázi vody. Experimentovalo se s mnoha tvary a průměry otvorů a s více otvory trysek v jedné inkoustové trubici. Inkoustové trysky s jednou tryskou se nazývaly „Alpha Jets“ ve společnosti Exxon Office Systems, kde tisk zkoumalo mnoho prvních vynálezců, kteří byli najati, aby vylepšili tisk. Tryska Alpha byla zamítnuta pro přílišnou složitost. Tato skupina navrhla a začlenila vícetryskové tiskové hlavy.
Malá společnost v New Hampshire, R.H. Research, vlastněná Robertem Howardem, zkoumala tisk v letech 1982 -1983 a rozhodla se, že jedno tryskový inkoustový tisk je možný, a poté kontaktovala vynálezce ve společnosti Exxon, který jmenoval Ala Hocka jako dobrou volbu pro tento projekt. Al Hock pozval Toma Peera a Davea Lutze, aby se k němu připojili v New Hampshire a podívali se na tento nový podnik, a oni nabídku práce přijali. Dave Lutz kontaktoval dva lidi, kteří stále pracují v Exxonu, Jima a Kathy McMahonovy, a ti také přijali nabídku stát se zakladateli tohoto podniku, který později dostal název Howtek, Inc. Během několika měsíců proudové letouny Alpha vyrobené novým týmem Howtek fungovaly dobře. Na základě výsledků testů inkoustových trysek se vedení společnosti Howtek rozhodlo vyměnit skleněné trysky za trysky Tefzel. Tefzel umožnil inkoustovým tryskám pracovat při vysokých teplotách s novými termoplastickými tavnými inkousty a pracovat bez vibrací v konstrukci trysky, které by vytvářely rozptýlené kapky. Každé zmáčknutí vytvořilo jednu kapku v rozsahu frekvencí o 1-16 000 kapek za sekundu. Trysky bylo možné vyrábět a zrodil se Pixelmaster. V každé tiskové hlavě bylo 32 jednotlivých inkoustových trysek, které tiskly 4 barvy (8 trysek na barvu) CMYK. Mechanismus představoval tiskovou hlavu otáčející se rychlostí 121 otáček za minutu a umisťující kapky jednotné velikosti a tvaru přesně na místo jako subtraktivní barevný tisk textu a obrázků pro grafický průmysl. Tato technologie tisku vrstev CMYK tavnými inkousty byla předchůdcem 3D patentu Richarda Helinského. O několik let později (1993) získala licenci na tento patent nejprve společnost Sanders Prototype, Inc., (přejmenovaná na Solidscape, Inc.), výrobce první stolní tiskárny Rapid Prototype v oboru, Modelmaker 6 Pro. Tato tiskárna a novější výrobky používají tyto inkoustové trysky ve stylu Howtek a termoplastické inkousty. Modely vytištěné termoplastem byly ideální pro investiční odlévání bez popela při vypalování. Tisk kapkami termoplastického inkoustu je přesný a precizní a poskytuje vysoce kvalitní povrchovou úpravu modelů oblíbených u klenotníků a návrhářů CAD citlivých na detaily. Inkoustové tiskárny Howtek navržené pro tisk jedné stránky za 4 minuty nyní tiskly v některých případech i 4 dny v kuse. První tiskárna byla v roce 1993 prodána společnosti Hitchner Corporations, Metal Casting Technology R&D group, kde se tiskly hlavy golfových holí a díly pro automobilové motory.
Vytlačování materiáluEdit
Schematické znázornění vytlačování; filament a) plastového materiálu je veden přes zahřátou pohyblivou hlavu b), která jej roztaví a vytlačí, přičemž jej vrstvu po vrstvě ukládá do požadovaného tvaru c). Po nanesení každé vrstvy se spustí pohyblivá plošina e). Fused deposition modeling
Časosběrné video tisku modelu robota (logo časopisu Make) pomocí FDM na tiskárně RepRapPro Fisher.
Fused filament fabrication (FFF), známá také pod obchodním označením fused deposition modeling (FDM), vychází z automatického systému horkovzdušného svařování polymerních fólií, lepení za tepla a automatického nanášení těsnění. Tento princip byl dále rozvinut S. Scottem Crumpem na konci 80. let 20. století a v roce 1990 byl komercializován společností Stratasys. Po vypršení platnosti patentu na tuto technologii se rozvinula rozsáhlá komunita vývojářů s otevřeným zdrojovým kódem a objevily se komerční i kutilské varianty využívající tento typ 3D tiskárny známé jako projekt RepRap (pro samoreplikující se rychlý prototyp). V důsledku toho cena této technologie od jejího vzniku klesla o dva řády a stala se nejrozšířenější formou 3D tisku.
Při modelování metodou taveného nanášení se model nebo díl vyrábí vytlačováním malých kuliček nebo proudů materiálu, které okamžitě ztvrdnou a vytvoří vrstvy. Vlákno termoplastu nebo jiného materiálu či směsi s nízkou teplotou tání se přivádí do hlavy vytlačovací trysky (extrudéru 3D tiskárny), kde se vlákno zahřeje na teplotu tání a vytlačí se na konstrukční stůl. V nedávné době byla vyvinuta depozice z tavených pelet (nebo depozice z tavených částic), kdy částice nebo pelety plastu nahrazují nutnost použití filamentu. Hlava trysky ohřívá materiál a zapíná a vypíná tok. K pohybu vytlačovací hlavy a regulaci průtoku se obvykle používají krokové motory nebo servomotory. Tiskárna má obvykle 3 osy pohybu. Softwarový balík pro počítačem podporovanou výrobu (CAM) se používá k vytváření G-kódu, který se posílá do mikrokontroléru, jenž ovládá motory.
Nejběžnějším materiálem pro takový tisk je plast. Lze použít různé polymery, včetně akrylonitrilbutadienstyrenu (ABS), polykarbonátu (PC), kyseliny polymléčné (PLA), vysokohustotního polyethylenu (HDPE), PC/ABS, polyfenylsulfonu (PPSU) a vysokopevnostního polystyrenu (HIPS). Obecně je polymer ve formě vlákna vyrobeného z primárních pryskyřic. V komunitě s otevřeným zdrojovým kódem existuje několik projektů zaměřených na zpracování postspotřebitelského plastového odpadu na filament. Jedná se o stroje, které slouží k drcení a vytlačování plastového materiálu do podoby filamentu, jako jsou recycleboty. Kromě toho se v procesu používají fluoropolymery, jako jsou PTFE trubky, díky schopnosti materiálu odolávat vysokým teplotám. Tato schopnost je obzvláště užitečná při přenosu filamentů.
3D tiskárna skla, nanášení roztaveného skla
Kov i sklo lze pro trojrozměrný tisk použít také, i když jsou mnohem dražší a obvykle se používají pro umělecká díla. Vývoj technologie WAAM (wire arc additive manufacturing) však snížil náklady na kovový 3-D tisk.
FDM je poněkud omezena ve variacích tvarů, které lze vyrábět. FDM například obvykle nemůže vyrábět struktury podobné krápníkům, protože by během sestavování nebyly podepřeny. V opačném případě musí být do struktury navržena tenká podpěra, kterou lze při dokončování odlomit. O přidání těchto podpor a některých dalších prostředků umožňujících výrobu tohoto druhu tvarů se obvykle postará software, který převádí 3D model na sadu plochých vrstev, tzv. slicer.
Tavení v práškovém ložiEdit
Schematické znázornění granulového vázání: pohyblivá hlava a) selektivně váže (kapáním lepidla nebo laserovým spékáním) povrch práškového lože e); pohyblivá plošina f) postupně snižuje lože a ztuhlý předmět d) spočívá uvnitř nevázaného prášku. Nový prášek se do lože průběžně přidává ze zásobníku prášku c) pomocí vyrovnávacího mechanismu b)
Dalším přístupem 3D tisku je selektivní tavení materiálů v granulovaném loži. Tato technika taví části vrstvy a poté se pohybuje směrem nahoru v pracovní oblasti, přidává další vrstvu granulátu a proces opakuje, dokud se dílo nevytvoří. Tento postup využívá netavené médium k podpoře převisů a tenkých stěn vyráběného dílu, což snižuje potřebu dočasných pomocných podpěr dílu. Například při selektivním tepelném spékání tepelná tisková hlava působí teplem na vrstvy práškového termoplastu; po dokončení vrstvy se lože s práškem posune dolů a automatický válec přidá novou vrstvu materiálu, která se spéká a vytvoří další průřez modelu; díky použití méně intenzivní tepelné tiskové hlavy namísto laseru je toto řešení levnější než použití laseru a lze jej zmenšit na velikost stolního počítače.
Selektivní laserové spékání (SLS) bylo vyvinuto a patentováno Dr. Carlem Deckardem a Dr. Josephem Beamanem na Texaské univerzitě v Austinu v polovině 80. let 20. století pod záštitou agentury DARPA. Podobný proces byl patentován, aniž by byl komercializován, R. F. Housholderem v roce 1979.
Selektivní laserové tavení (SLM) nepoužívá pro tavení práškových granulí spékání, ale zcela roztaví prášek pomocí vysokoenergetického laseru, čímž vytvoří plně husté materiály metodou po vrstvách, které mají mechanické vlastnosti podobné jako běžně vyráběné kovy.
Tavení elektronovým svazkem (EBM) je podobný typ aditivní výrobní technologie pro kovové díly (např. slitiny titanu). EBM vyrábí díly tavením kovového prášku vrstvu po vrstvě pomocí elektronového svazku ve vysokém vakuu. Na rozdíl od technik spékání kovů, které pracují pod bodem tání, jsou díly EBM bez dutin.
Binder jettingEdit
Technika 3D tisku binder jetting je nanášení pojiva na vrstvy materiálu, obvykle práškového. Materiály mohou být na bázi keramiky nebo kovu. Tato metoda je také známá jako inkoustový systém 3D tisku. K výrobě dílu tiskárna sestaví model pomocí hlavy, která se pohybuje po základně platformy a nanáší po vrstvách rozprostřením vrstvy prášku (sádry nebo pryskyřice) a tiskne pojivo v průřezu dílu pomocí procesu podobného inkoustovému tryskání. Tento postup se opakuje, dokud nejsou vytištěny všechny vrstvy. Tato technologie umožňuje tisk plnobarevných prototypů, převisů a elastomerových dílů. Pevnost výtisků z lepeného prášku lze zvýšit impregnací voskem nebo termosetovým polymerem.
StereolitografieEdit
Schematické znázornění fotopolymerizace; zařízení vyzařující světlo a) (laser nebo DLP) selektivně osvětluje průhledné dno c) nádrže b) naplněné kapalnou fotopolymerizační pryskyřicí; ztuhlá pryskyřice d) je postupně vytahována vzhůru zdvihací plošinou e)
Proces stereolitografie (SLA) je založen na vytvrzování světlem (fotopolymerizaci) tekutých materiálů do pevného tvaru; v roce 1986 jej patentoval Chuck Hull.
Při tomto procesu je káď s tekutým polymerem vystavena řízenému osvětlení (jako je laser nebo digitální světelný projektor) za podmínek bezpečného osvětlení. Nejčastěji se vystavený kapalný polymer zpevňuje zesíťováním poháněným adiční reakcí dvojných vazeb uhlíku v akrylátech. K polymeraci dochází při vystavení fotopolymerů světlu, pokud fotopolymery obsahují chromofory, v opačném případě se využívá adice molekul, které jsou citlivé na světlo, k reakci s roztokem a zahájení polymerace. Polymerace monomerů vede k zesíťování, čímž vzniká polymer. Prostřednictvím těchto kovalentních vazeb se mění vlastnosti roztoku. Sestavovací deska se pak v malých krocích posouvá dolů a tekutý polymer je opět vystaven světlu. Proces se opakuje, dokud není model sestaven. Poté se tekutý polymer z kádě vypustí a zůstane pevný model. Příkladem systému pro rychlé prototypování DLP je EnvisionTEC Perfactory.
Systémy inkoustových tiskáren, jako je systém Objet PolyJet, stříkají fotopolymerní materiály na stavěcí misku v ultratenkých vrstvách (16 až 30 µm), dokud není díl dokončen. Každá vrstva fotopolymeru je po nastříkání vytvrzena UV světlem, čímž vznikají plně vytvrzené modely, se kterými lze okamžitě manipulovat a používat je bez nutnosti dodatečného vytvrzování. Gelový podpůrný materiál, který je určen pro podporu složitých geometrií, se odstraňuje ručně a vodním paprskem. Je vhodný i pro elastomery. Na trhu je k dispozici další typ inkoustového tiskového systému, který dokáže tisknout fotopolymer způsobem vrstva po vrstvě s meziproduktem vytvrzeným UV zářením pro výrobu očních korekčních čoček. V tomto případě nejsou nutné žádné podpůrné konstrukce, protože oční čočky nepotřebují přesahy. Tuto technologii a tiskovou platformu komercializovala nizozemská společnost Luxexcel.
Technikou 3D mikrofabrikace používanou při multifotonové fotopolymeraci lze vyrobit velmi malé prvky. Tento přístup využívá fokusovaný laser k vytyčení požadovaného 3D objektu do bloku gelu. Vzhledem k nelineární povaze fotoexcitace se gel vytvrzuje na pevnou látku pouze v místech, kam byl laser zaměřen, zatímco zbývající gel je poté odplaven. Snadno se vyrábějí prvky o velikosti menší než 100 nm, stejně jako složité struktury s pohyblivými a vzájemně propojenými částmi.
Jiný přístup využívá syntetickou pryskyřici, která se vytvrzuje pomocí LED diod.
Ve stereolitografii založené na promítání masek se 3D digitální model rozřeže sadou vodorovných rovin. Každý řez je převeden na dvourozměrný obraz masky. Obraz masky se poté promítne na povrch fototvrdnoucí tekuté pryskyřice a na pryskyřici se promítne světlo, které ji vytvrdí do tvaru vrstvy. Tato technika byla použita k vytvoření objektů složených z více materiálů, které vytvrzují různou rychlostí. Ve výzkumných systémech se světlo promítá zespodu, což umožňuje rychlé rozprostření pryskyřice do stejnoměrných tenkých vrstev a zkrácení doby výroby z hodin na minuty. Komerčně dostupná zařízení, jako je Objet Connex, nanášejí pryskyřici prostřednictvím malých trysek.
Kontinuální výroba s tekutým rozhraním (CLIP) je další formou aditivní výroby, která využívá proces fotopolymerizace na bázi DLP k vytváření hladkých pevných objektů nejrůznějších tvarů. Kontinuální proces CLIP začíná bazénem tekuté fotopolymerní pryskyřice. Část dna bazénu je průhledná pro ultrafialové světlo („okno“). Podobně jako u předchozích systémů DLP prosvítá oknem paprsek ultrafialového světla a osvětluje přesný průřez objektu. Světlo způsobuje tuhnutí pryskyřice. Objekt stoupá dostatečně pomalu, aby pryskyřice mohla protékat pod ním a udržovat kontakt se spodní částí objektu. CLIP se liší od tradičních procesů DLP díky membráně propouštějící kyslík, která leží pod pryskyřicí a vytváří „mrtvou zónu“ (trvalé kapalné rozhraní), která zabraňuje přilnutí pryskyřice k okénku (fotopolymerizace je mezi okénkem a polymerizátorem inhibována).
Na rozdíl od stereolitografie je tento proces tisku svými zakladateli považován za kontinuální a výrazně rychlejší než tradiční DLP procesy, což umožňuje výrobu dílů v řádu minut namísto hodin.
V poslední době se využití stereoligrafických technik 3D tisku dále rozvíjí, aby umožnilo aditivní výrobu keramických materiálů. Úspěšného 3D tisku keramiky pomocí stereolitografie se dosahuje fotopolymerizací preceramických polymerů, čímž se získá keramika na bázi křemíku ze třídy známé spíše jako keramika odvozená od polymerů, včetně karbidu křemíku a oxykarbidu křemíku.
Počítačová axiální litografieEdit
Počítačová axiální litografie je metoda 3D tisku založená na obrácení principu počítačové tomografie (CT) pro vytváření otisků ve fototvrdé pryskyřici. Byla vyvinuta ve spolupráci Kalifornské univerzity v Berkeley s Lawrence Livermore National Laboratory. Na rozdíl od jiných metod 3D tisku nevytváří modely nanášením vrstev materiálu jako fúzní depoziční modelování a stereolitografie, ale vytváří objekty pomocí série 2D snímků promítaných na válec pryskyřice. Vyznačuje se schopností vytvářet objekty mnohem rychleji než jiné metody využívající pryskyřice a možností vkládat objekty do výtisků.
Kapalinová aditivní výrobaEdit
Kapalinová aditivní výroba (LAM) je aditivní výrobní technika, při níž se na konstrukční plochu nanáší tekutý nebo vysoce viskózní materiál (např. tekutý silikonový kaučuk), aby se vytvořil objekt, který se pak pomocí tepla vulkanizuje, aby ztvrdl. Proces původně vytvořil Adrian Bowyer a následně na něj navázal německý RepRap.
LaminováníUpravit
V některých tiskárnách lze jako konstrukční materiál použít papír, což vede k nižším nákladům na tisk. V 90. letech 20. století některé společnosti uváděly na trh tiskárny, které pomocí laseru s oxidem uhličitým vyřezávaly průřezy ze speciálního papíru potaženého lepidlem a poté je laminovaly dohromady.
V roce 2005 vyvinula společnost Mcor Technologies Ltd. jiný postup, při němž se používají běžné listy kancelářského papíru, nůž z karbidu wolframu k vyřezání tvaru a selektivní nanášení lepidla a tlak ke spojení předlohy.
Existuje také řada společností prodávajících tiskárny, které tisknou laminované objekty pomocí tenkých plastových a kovových plátů.
Ultrazvuková konsolidace (UC) nebo ultrazvuková aditivní výroba (UAM) je technika nízkoteplotní aditivní výroby nebo 3D tisku kovů.
Usměrněná energetická depozice (DED)Upravit
Prášková usměrněná energetická depoziceUpravit
Při práškové usměrněné energetické depozici se k roztavení kovového prášku dodaného do ohniska laserového paprsku používá vysoce výkonný laser. Laserový paprsek obvykle prochází středem depoziční hlavy a je zaostřen do malého bodu jednou nebo více čočkami. Sestavování probíhá na X-Y stole, který je řízen dráhou nástroje vytvořenou z digitálního modelu pro výrobu objektu vrstvu po vrstvě. Při dokončování každé vrstvy se depoziční hlava posouvá vertikálně nahoru. Kovový prášek je dodáván a distribuován po obvodu hlavy nebo může být rozdělen vnitřním rozdělovačem a dodáván tryskami uspořádanými v různých konfiguracích kolem depoziční hlavy. Pro lepší kontrolu vlastností materiálu se často používá hermeticky uzavřená komora naplněná inertním plynem nebo místním inertním krycím plynem, který chrání bazén taveniny před atmosférickým kyslíkem. Proces s usměrněnou energií přiváděnou práškem je podobný procesu selektivního laserového spékání, ale kovový prášek se nanáší pouze tam, kde se v daném okamžiku přidává materiál do dílu. Tento proces podporuje širokou škálu materiálů včetně titanu, nerezové oceli, hliníku a dalších speciálních materiálů, stejně jako kompozitů a funkčně tříděných materiálů. Proces dokáže nejen kompletně vytvořit nové kovové díly, ale může také přidávat materiál do stávajících dílů, například pro nátěry, opravy a hybridní výrobní aplikace. LENS (Laser Engineered Net Shaping), který vyvinula Sandia National Labs, je jedním z příkladů procesu Powder Fed – Directed Energy Deposition pro 3D tisk nebo obnovu kovových dílů.
Procesy s kovovým drátemEdit
Systémy s drátem na bázi laseru, jako je Laser Metal Deposition-wire (LMD-w), přivádějí drát přes trysku, která je roztavena laserem za použití stínění inertním plynem buď v otevřeném prostředí (plyn obklopující laser), nebo v uzavřené komoře. Výroba volným elektronovým svazkem využívá zdroj tepla elektronového svazku ve vakuové komoře
.