3D tisk spékáním práškové vrstvy

3D tisk spékáním práškové vrstvy - v angličtině powder bed fusion - je jedna z metod 3D tisku, která vám umožňuje 3D tisk z kovových, plastových a keramických materiálů. Tato metoda 3D tisku sa dále dělí na 4 různé technologie:

• Selective laser sintering (SLS)

• Kovový 3D tisk

  • Direct Metal Laser Sintering (DMLS) / Selective Laser Melting (SLM)

  • Electron beam melting (EBM)

• Multi jet fusion (MJF)

Jak funguje základní princip 3D tisku spékáním práškové vrstvy

3D tisk spékáním práškové vrstvy je v principu jednoduchý. Na tiskové desce se rozprostře materiál v práškové formě. Požadovaný tvar vrstvy výrobku je vytvrzen spečením materiálu.

Po dokončení jedné vrstvy se tisková deska posune do další úrovně a je nanesena další vrstva prášku k vytvrzení.

Historie

Kovová výroba běžnými technologickými postupy, jako je odlévání, je velmi zdlouhavá a má několik kroků:

1. Nejprve je potřeba vyrobit maketu (někdy se jí také říká kopyto, replika nebo mastermodel), která musí vypadat naprosto stejně jako finální výrobek. Maketa může být z různých materiálů (dřevo, hlína a další).

2. Z makety se poté vytvoří forma. Nejpoužívanější materiál na výrobu formy je písek. Velkou nevýhodou je, že tato forma je po každém jednom odlití výrobku zničená a je třeba vyrobit formu novou. Dalším problémem je, že při tvorbě forem se postupně ničí i maketa.

3. Za pomoci formy se litím vyrobí odlitek.

4. Nakonec je třeba odlitek povrchově opracovat. Především vyleštit.

V polovině 80. let 20. století se na Texaské univerzitě v Austinu zrodila metoda 3D tisku Selective Laser Sintering (SLS).

Startup DTM, který takto tehdy vznikl, byl v roce 2001 koupen společností 3D Systems. Poslední patent chránící zmíněnou technologii 3D tisku vypršel v roce 2014. To umožnilo jiným firmám vyvíjet vlastní 3D tiskárny založené na oné technologii.

Pro koho je určena

Metoda 3D tisku spékáním práškové vrstvy má vysokou spotřebu elektrické energie (je tedy drahá) a zároveň je poměrně nebezpečná. Proto není vhodná na domácí použití ani na použití v malých firmách.

Ceny nejlevnějších 3D tiskáren zatím neklesly pod 5 000 EUR. K 3D tiskárně je ale potřeba dokoupit také další zařízení, ve kterých se 3D výtisky vytvrzují. Tím se náklady na 3D výrobu touto technologií mohou až zdvojnásobit.

3D tiskárny založené na technologii spékáním práškové vrstvy jsou vhodné pro firmy, které je využijí na maximum. Jedině tak se může tato investice vrátit a vyplatit. Bývají to buď výrobní firmy, které 3D tiskárny zahrnou do svého výrobního procesu nebo poskytovatelé 3D tisku jako služby.

Trendy

Všechny technologie 3D tisku spékáním práškové vrstvy dnes zažívají obrovský boom. Nejvíce to platí pro metody 3D tisku SLS a kovový 3D tisk (metody SLM, DMLS). Zároveň neustále přibývají noví výrobci. Často se stává, že velká firma, která vyrábí přesné díly, si vyvine nebo nechá vyvinout vlastní řešení, s nímž poté přijde na trh. Některé firmy svoje speciální 3D tiskárny vůbec neprodávají ale pouze poskytují tuto speciální možnost 3D tisku jako službu na zakázku.

Přestože se cena a velikost těchto 3D tiskáren neustále snižuje, tyto technologie nejsou vhodné pro domácí hobby 3D tisk ani do kanceláří. V zahraničí se tento druh tiskáren úspěšně rozšiřuje do výrobních firem a očekává se jeho další nárůst.

Výhody

• Široká možnost využití různých materiálů - kov, keramika, plasty

• Pro tento typ 3D tisku nejsou nutné podpory výtisků

• Možnost vytisknout tvary nevyrobitelné klasickými postupy

• Výborné mechanické vlastnosti 3D výtisků

Nevýhody

• Nutnost bezpečnostních opatření, protože se pracuje s velmi jemným práškem

• Nákladnější úklid prostředí a tiskáren od materiálu

• Vysoké ceny 3D tiskáren a materiálů do nich

• Potřeba dalších kroků pro vytvrzení 3D výtisků