Η προσθετική κατασκευή (μερικές φορές ονομάζεται επίσης ταχεία πρωτοτυποποίηση ή 3D εκτύπωση) είναι μια μέθοδος κατασκευής που δημιουργεί στερεά αντικείμενα δημιουργώντας στρώματα υλικού. Ενώ υπάρχουν πολλές διαφορετικές τεχνικές εκτύπωσης 3D, αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί στη γενική διαδικασία από το σχεδιασμό έως το τελικό μέρος. Είτε το τελικό μέρος είναι ένα γρήγορο πρωτότυπο είτε ένα τελικό λειτουργικό μέρος, η συνολική διαδικασία παραμένει η ίδια.
Διαδικασία κατασκευής προσθέτων
1. Σχεδιασμός με τη βοήθεια υπολογιστή
Η δημιουργία ενός ψηφιακού μοντέλου είναι το πρώτο βήμα στη διαδικασία κατασκευής προσθέτων. Η πιο συνηθισμένη μέθοδος για την κατασκευή ψηφιακών μοντέλων είναι ο σχεδιασμός με τη βοήθεια υπολογιστή (CAD). Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα δωρεάν και επαγγελματικών προγραμμάτων CAD συμβατών με την κατασκευή προσθέτων. Η αντίστροφη μηχανική μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ψηφιακών μοντέλων από 3D σάρωση.
Υπάρχουν διάφορα ζητήματα σχεδιασμού που πρέπει να αξιολογηθούν κατά το σχεδιασμό για την κατασκευή προσθέτων. Αυτά συνήθως επικεντρώνονται σε περιορισμούς γεωμετρίας χαρακτηριστικών για την υποστήριξη ή τις απαιτήσεις οπών διαφυγής και διαφέρουν ανάλογα με την τεχνολογία.
2. Μετατροπή STL και χειρισμός αρχείων
Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές μεθόδους κατασκευής, ένα κρίσιμο στάδιο στη διαδικασία κατασκευής προσθέτων είναι η ανάγκη μετατροπής των μοντέλων CAD σε αρχεία STL. Το STL χρησιμοποιεί τρίγωνα για να περιγράψει την επιφάνεια ενός αντικειμένου. Υπάρχουν αρκετοί περιορισμοί μοντέλου που πρέπει να ληφθούν υπόψη πριν από τη μετατροπή ενός μοντέλου σε αρχείο STL, συμπεριλαμβανομένου του φυσικού μεγέθους, της υδατοστεγανότητας και του πλήθους πολυγώνων.
Αφού δημιουργηθεί το αρχείο STL, το αρχείο θα εισαχθεί στον αναλυτή. Αυτό το πρόγραμμα μετατρέπει τα αρχεία STL σε g-code. Ο g-code είναι μια γλώσσα προγραμματισμού αριθμητικού ελέγχου (NC). Χρησιμοποιείται στην κατασκευή με τη βοήθεια υπολογιστή (CAM) για τον έλεγχο αυτοματοποιημένων εργαλειομηχανών (συμπεριλαμβανομένων των μηχανών CNC και των εκτυπωτών 3D). Ο αναλυτής επιτρέπει επίσης στους σχεδιαστές να προσαρμόζουν τις παραμέτρους κατασκευής, συμπεριλαμβανομένης της υποστήριξης, του ύψους του επιπέδου και του προσανατολισμού των εξαρτημάτων.
3.3D εκτύπωση
Οι εκτυπωτές 3D αποτελούνται συχνά από πολλά μικρά και πολύπλοκα μέρη, επομένως η σωστή συντήρηση και βαθμονόμηση είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή ακριβών εκτυπώσεων. Σε αυτό το στάδιο, το υλικό εκτύπωσης φορτώνεται επίσης στον εκτυπωτή. Οι πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή προσθέτων έχουν συχνά περιορισμένη διάρκεια ζωής και απαιτούν προσεκτικό χειρισμό. Ενώ ορισμένες διαδικασίες είναι σε θέση να ανακυκλώνουν το πλεονάζον υλικό εκτύπωσης, η επαναχρησιμοποίηση μπορεί να οδηγήσει σε υποβάθμιση του υλικού εάν δεν αντικαθίσταται τακτικά.
Οι περισσότερες μηχανές κατασκευής προσθέτων δεν χρειάζεται να παρακολουθούνται μετά την έναρξη της εκτύπωσης. Τα μηχανήματα θα ακολουθήσουν μια αυτοματοποιημένη διαδικασία και τα προβλήματα συνήθως προκύπτουν μόνο όταν το μηχάνημα εξαντλείται από υλικό ή το λογισμικό πάει στραβά.
4. Επεξεργασία 3D εκτυπωμένων προϊόντων
Για ορισμένες τεχνικές κατασκευής προσθέτων, η αφαίρεση της εκτύπωσης είναι τόσο απλή όσο η αποσύνδεση του τυπωμένου τμήματος από την πλατφόρμα κατασκευής. Για άλλες, πιο βιομηχανικές μεθόδους εκτύπωσης 3D, η αφαίρεση της εκτύπωσης είναι μια εξαιρετικά τεχνική διαδικασία που περιλαμβάνει ακριβή εξαγωγή της εκτύπωσης ενώ είναι ακόμα τυλιγμένη σε υλικό κατασκευής ή προσαρτημένη στην πλάκα κατασκευής. Αυτές οι μέθοδοι απαιτούν πολύπλοκες διαδικασίες απομάκρυνσης και χειριστές μηχανημάτων υψηλής εξειδίκευσης, καθώς και εξοπλισμό ασφαλείας και ελεγχόμενο περιβάλλον.
5. Μετα-επεξεργασία
Οι διαδικασίες μετα-επεξεργασίας διαφέρουν επίσης ανάλογα με την τεχνολογία του εκτυπωτή. Οι SLA απαιτούν τα εξαρτήματα να σκληρύνονται κάτω από το υπεριώδες φως πριν από την επεξεργασία, τα μεταλλικά μέρη συχνά απαιτούν ανακούφιση από την καταπόνηση σε ένα φούρνο και τα εξαρτήματα FDM μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία αμέσως. Τα στηρίγματα που εκτυπώνονται με τεχνικές εκτύπωσης υποστήριξης αφαιρούνται επίσης στο στάδιο μετά την επεξεργασία. Τα περισσότερα υλικά εκτύπωσης 3D μπορούν να λειανθούν και άλλες τεχνικές μετα-επεξεργασίας, όπως πτώση, καθαρισμός αέρα υψηλής πίεσης, στίλβωση και χρωματισμός χρησιμοποιούνται για την προετοιμασία εκτυπώσεων για τελική χρήση.
