Czym jest druk 3D w technologii cyfrowej syntezy światła (DLS)? Kompletny przewodnik

Digital Light Synthesis (DLS) to technologia druku 3D nowej generacji, która przekształca światło i programowalne żywice płynne w funkcjonalne elementy polimerowe o wysokiej szczegółowości. W odróżnieniu od konwencjonalnych procesów warstwowych technologia Digital Light Synthesis pozwala na ciągłą produkcję elementów o złożonej geometrii, gładkich powierzchniach i jednolitej wytrzymałości we wszystkich kierunkach. Dzięki temu druk 3D metodą DLS z wykorzystaniem włókna węglowego stanowi dobre rozwiązanie dla zastosowań inżynieryjnych wymagających elementów gotowych do produkcji seryjnej.

Projektanci produktów i producenci rozważający zastosowanie technologii cyfrowej syntezy światła z wykorzystaniem węgla lub usługi druku 3D w technologii DLS z wykorzystaniem węgla, muszą zapoznać się z procesem, materiałami, zaletami i wadami tej technologii, zanim będą mogli wybrać najbardziej odpowiednią metodę produkcji.

Czym jest druk 3D w technologii cyfrowej syntezy światła (DLS)?

Carbon Digital Light Synthesis to proces produkcji addytywnej z wykorzystaniem fotopolimerów. Polega on na zastosowaniu cyfrowej projekcji światła, optyki przepuszczającej tlen oraz żywicy o podwójnym utwardzaniu w celu wytwarzania trójwymiarowych elementów.

Technologia ta opiera się na procesie ciągłej produkcji z wykorzystaniem płynnej warstwy żywicy (CLIP) firmy Carbon. Zamiast utwardzać i odrywać po jednej warstwie na raz, technologia CLIP pozwala na ciągłe formowanie elementów z basenu żywicy. Ponieważ elementy powstają bez wyraźnych warstw, pod względem właściwości znacznie bardziej przypominają elementy formowane wtryskowo niż typowe wydruki 3D.

Jak działa technologia Digital Light Synthesis?

Technologia Digital Light Synthesis opiera się na połączeniu trzech elementów: promieniowania UV służącego do kształtowania elementu, tlenu, który decyduje o miejscu utwardzania, oraz ciepła, które nadaje materiałowi ostateczne właściwości. Ich wspólne działanie pozwala przekształcić płynną żywicę w elementy o jakości produkcyjnej w pięciu etapach:

Technologia Digital Light Synthesis składa się z trzech elementów: promieniowania UV, które wyznacza kształt elementu, tlenu, który określa miejsce utwardzania, oraz ciepła, które nadaje materiałowi ostateczne właściwości. Ich połączenie pozwala przekształcić płynną żywicę w elementy o jakości produkcyjnej w pięciu etapach:

• Projekcja obrazu UV: Moduł świetlny o wysokiej rozdzielczości wyświetla przekroje poprzeczne elementu przez przezroczyste, przepuszczające tlen okienko znajdujące się pod żywicą. Żywica zestala się wszędzie tam, gdzie pada światło.

• Utwardzanie z kontrolowanym dopływem tlenu: Tlen przepływający przez okienko blokuje utwardzanie się bardzo cienkiej warstwy żywicy znajdującej się bezpośrednio nad nim. Ta płynna warstwa zapobiega przywieraniu elementu do okienka.

• Ciągły wzrost obiektu: Gdy światło utwardza żywicę tuż nad tą granicą faz, platforma robocza stopniowo unosi się w górę. Pod obiektem napływa świeża żywica, dzięki czemu obiekt rośnie w sposób ciągły, a nie w oddzielnych warstwach.

• Czyszczenie: Po wydrukowaniu element poddaje się czyszczeniu w celu usunięcia wszelkich pozostałości nieutwardzonej żywicy z jego powierzchni oraz z wnętrza elementu.

• Utwardzanie termiczne: Większość żywic węglowych to żywice o podwójnym utwardzaniu. Elementy są następnie poddawane z góry ustalonemu procesowi utwardzania termicznego w piecu przemysłowym. Ciepło wywołuje drugą reakcję chemiczną, która powoduje utwardzenie żywicy i ustalenie jej właściwości fizycznych.

Główne zalety druku 3D metodą DLS z wykorzystaniem węgla

Zalety stosowania technologii Carbon DLS Technologia druku 3D to:

• Wytrzymałość izotropowa: Wytrzymałość we wszystkich kierunkach (X, Y, Z) bez widocznych linii warstw.

• Gładkie wykończenie powierzchni: Części o wykończeniu powierzchni podobnym do elementów formowanych oraz części o skomplikowanej geometrii, wymagające mniejszego nakładu pracy przy wykańczaniu.

• Elastyczność projektowa: Konstrukcje wewnętrzne, kratownice, zespoły bez użycia oprzyrządowania.

• Materiały funkcjonalne: Materiały te obejmują żywice elastyczne, odporne na uderzenia, sztywne i odporne na wysoką temperaturę.

• Części do zastosowań końcowych: Firma DLS może produkować części o jakości seryjnej, a nie tylko prototypy.

Typowe materiały stosowane w technologii Carbon Digital Light Synthesis

Wybór materiału wpływa na właściwości eksploatacyjne elementów. Żywice węglowe są opracowywane tak, aby spełniały określone wymagania techniczne:

Zastosowania technologii Digital Light Synthesis

Technologia Digital Light Synthesis znajduje zastosowanie w wielu sektorach przemysłowych:

• Motoryzacja: Obudowywykonywane na zamówienie, elementy wyposażenia wnętrza, zaciski, złącza oraz prototypy funkcjonalne.

• Wyroby medyczne: obudowa, prowadnica chirurgiczna oraz element dostosowany do konkretnego pacjenta.

• Produkty konsumenckie: wkładkido obuwia, sprzęt ochronny, urządzenia do noszenia na ciele oraz rozwiązania ergonomiczne.

• Wyposażenie przemysłowe: wsporniki, elementy mocujące, uszczelki oraz części o skomplikowanej geometrii.

Technologia Digital Light Synthesis a tradycyjny druk 3D

Technologia DLS różni się od konwencjonalnej technologii SLA przede wszystkim tym, że opiera się na ciągłym utwardzaniu oraz wykorzystuje materiały podlegające podwójnemu utwardzaniu.

Żadna z tych metod nie nadaje się do każdego projektu; właściwy wybór zależy od materiału, geometrii, objętości, tolerancji i kosztów.

Ograniczenia i kwestie projektowe

Technologia DLS ma kilka wad, o których potencjalni producenci powinni pamiętać przed podjęciem decyzji o wyborze tej opcji:

• Wymiary elementu: Objętość robocza określa maksymalny rozmiarelementu , jaki można wytworzyć, dlatego elementy o dużych rozmiarach należy podzielić na mniejsze części.

• Obróbka końcowa: Dodatkowe procesy mycia i utwardzania termicznego wymagają poświęceniadodatkowego czasu i środków finansowych.

• Ograniczenia materiałowe: Dostępne właściwości zależą od kompatybilnych układów kompozytowych.

• Koszt przy produkcji na dużą skalę: W przypadku produkcji wielkoseryjnej formowanie wtryskowe jest bardziej opłacalne.

Obróbka CNC może być preferowanym rozwiązaniem, gdy niezbędne są elementy metalowe, określone tworzywa konstrukcyjne lub bardzo wąskie tolerancje.

Dlaczego warto wybrać usługę druku 3D z wykorzystaniem technologii Carbon DLS firmy Norck?

Aby w pełni wykorzystać potencjał technologii Digital Light Synthesis, niezbędna jest odpowiednia żywica, właściwa orientacja elementów oraz projekty dostosowane do tego procesu. Usługa druku 3D DLS firmy Norck z wykorzystaniem technologii Carbon łączy w sobie technologię Carbon z wsparciem inżynieryjnym, w tym wskazówkami dotyczącymi projektowania pod kątem produkcji (DFM) oraz doradztwem w zakresie doboru materiałów. Ponieważ firma Norck oferuje również obróbkę CNC i inne metody produkcji, nasz zespół może zaproponować najlepszy proces dla każdego elementu.

Podsumowanie

Technologia Digital Light Synthesis wykorzystuje proces ciągłego formowania elementów oraz żywice inżynieryjne o podwójnym utwardzaniu w połączeniu z elastycznością projektową, co pozwala tworzyć elementy polimerowe o właściwościach porównywalnych z elementami formowanymi. Od złożonych prototypów po produkcję gotowych wyrobów – technologia Digital Light Synthesis zapewnia producentom szybszą drogę do uzyskania funkcjonalnych elementów bez konieczności stosowania oprzyrządowania.

Chcesz rozpocząć swój projekt z wykorzystaniem technologii DLS z włókna węglowego? Prześlij plik CAD do serwisu Norck i poproś o wycenę druku 3D w technologii DLS z włókna węglowego, wraz z uwagami dotyczącymi projektowania pod kątem produkcji (DFM) oraz zaleceniami dotyczącymi materiałów od naszych inżynierów. Poproś o wycenę lub skontaktuj się z nami, aby omówić swój projekt już dziś.