Технологии создания 3D устройств.

D-MID: ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

3D печать объёмных моделей – это выполнение ряда повторяющихся операций,

- путём нанесения на поверхность тонкого слоя расходного материала,

- перемещением координатного стола по управляющей программе,

- перемещением манипулятора с источниками материалов

вниз на высоту сформированного слоя и удалением с поверхности рабочего стола отработанных отходов. Циклы печати непрерывно следуют друг за другом: на предыдущий слой материалов наносится следующий слой, стол снова опускается и так повторяется до тех пор, пока на элеваторе (так называют рабочий стол, которым оснащён 3D принтер) не окажется готовая модель.

Корпуса. 3D-MID представляет собой 3D основание из литого высокотемпературного термопласта, на котором выполнены 3D проводники и контактные площадки.

Рис. Схематичное изображение 3D литого монтажного основания.

Компания Cortesian Co. запустила на Kickstarter - EX¹ - 3D-принтеры для печати электронных схем.

Печатные платы

Рис. Автоматизированное захватное устройство – продукт экспериментальной модели инновационного принтера (фото bbc.co.uk).

Для создания тончайших проводящих дорожек используется специальный состав на основе серебра. Принтер использует два картриджа, химические вещества из которых смешиваются вместе и оставляют серебряное изображение на подложке. В процессе работы Ex1 струйным методом слой за слоем наносятся 2 типа чернил с крошечными частицами специального вещества, которые затем вступают в реакцию и формируют на плате проводящие «дорожки». В качестве подложки могут использоваться различные типы пластиков, стекло, бумага, дерево, силикон, и даже ткань.

Рис. Датчик давления на 3D литом монтажном основании размером 4х4х1,5 мм. (HARTING AG Mitronics)

Рис. Устройства с монтируемыми электронными и оптическими компонентами.

Антенны мобильных устройств: телефонов, смартфонов, коммуникаторов, КПК, ноутбуков и др.

Рис. 3D-MID антенна мобильного телефона. (Источник: LPKF).

Рис. 3D-MID антенна, объединяющая на одном основании антенну для работы в 4G-сетях, антенну для приема сигналов GPS, а также антенны для Bluetooth и Wi-Fi. (Источник: Select Connect Technologies).

Автоэлектроника

Рис. Руль BMW Z4 со встроенным 3D-MID. (Источник: Select Connect Technologies).

Рис. Переключатель, выполненный по технологии 3D-MID, в мотоцикле BMW K46
Superbike. (Источник: Kromberg & Schubert GmbH & Co. KG, Select Connect Technologies).

Медицинская техника

Рис. Фрагмент наконечника для бормашины, в котором печатная плата была заменена на 3D-MID. (Источник: KaVo Dental GmbH, 3-D MID e.V.)

Рис. Применение 3D-MID в поворотном переключателе беспроводного прибора для раннего распознавания кариеса. Применение технологии 3D-MID позволило повысить выход годных и сократить время сборки устройства с 20 до 6 секунд. (Источники: KaVo Dental GmbH, SelectConnect Technologies).

Радиометки (RFID)

Рис. 3D-MID радиометка (Источник: 3-D MID e.V).

Технологии создания 3D устройств.

Рис. Базовые способы формирования объектов.

Современные наиболее распространенные аддитивные технологии: - стереолитография (SLA), склеивание и спекание порошков (SLS), - струйные технологии (PolyJet), - экструзия пластика и др.

Стереолитография (Stereo Lithography Apparatus - SLA).

Рис. Стереолитография (SLA) жидкого фотополимера. Сканирующая система направляет на фотополимер лазерный луч, под действием которого материал твердеет и меняет цвет.

Вместо лучевой литографии возможно облучение ультрафиолетом через фотомаску (Solid Ground Curing - SGC) предполагает создание готовых моделей из слоёв распыляемого на рабочую поверхность фоточувствительного пластика. После нанесения тонкого слоя пластика он через специальную фотомаску с изображением очередного сечения обрабатывается ультрафиолетовыми лучами. Неиспользованный материал удаляется при помощи вакуума, а оставшийся затвердевший материал повторно облучается жёстким ультрафиолетом. Полости готового изделия заполняются расплавленным воском, который служит для поддержки следующих слоёв. Перед нанесением последующего слоя фоточувствительного пластика предыдущий слой механически выравнивается.

Технология облучения ультрафиолетом через маску

Склеивание и спекание порошков (Selective Laser Sintering - SLS).

Рис. Схема стереолитографии с использование порошка (powder) под действием УФ лазера.

SLS технология

Каждый слой порошка выравнивается роллером. Сканирующая система направляет в соответствии с управляющей программой лазерный луч, под действием которого порошок данного слоя спекается. Неспекшиеся слои служат опорой верхнему слою. Материалы порошков разнообразны: металл, керамика, порошковый пластик. Возможно изготовление деталей сложной формы без литья (в том числе единичных).

Рис. NASA 3D prints rocket parts — with steel, not plastic

Технология 3D-печати из нескольких металлов одновременно позволяет создавать детали с плавным переходом от одного металла к другому. Детали из градиентных сплавов могут быть очень полезны там, где необходимо соединять конструкции, сильно отличающиеся по своим физическим свойствам, например, коэффициенту температурного расширения. Для дозированной подачи в зону печати разных металлов, на печатающей головке установлены четыре сопла со своим видом порошка.

Послойная печать расплавленной полимерной нитью – ( Fused Deposition Modeling – FDM)

Технология FDM печати заключается в следующем: выдавливающая головка с контролируемой температурой разогревает до полужидкого состояния нити из ABC пластика, воска или поликарбоната, и с высокой точностью подаёт полученный термопластичный моделирующий материал тонкими слоями на рабочую поверхность 3D принтера. Слои наносятся друг на друга, соединяются между собой и отвердевают, постепенно формируя готовое изделие.

Рис. Технология FDM печати

Модельиз пластика, напечатанная 3D принтером с технологией FDM печати

12 3

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: