Hagyományosan a prototípusgyártás a 3D nyomtatás legnépszerűbb felhasználási területe, ahonnan dobbantva viszonylag gyorsan átterjedt a legtöbb, egyedi gyártást igénylő területre. De nyújthat-e megoldást a kis- és közepes szériák kihívására is? A fejlett 3D nyomtatási technológiák a végtermékre is jobban hasonlító prototípusokon túl a szériagyártási feladatokra is hatékony választ adhatnak.
Az FFF, azaz műanyagszál-olvasztásos 3D nyomtatók mostanra nagyon elterjedtek, így már a legtöbb ipari szereplőnek van tapasztalata ezzel a sokoldalú technológiával. Vitathatatlan előnyei mellett azonban ez a népszerű eljárás is hagyhat maga mögött kívánnivalót, ha például a felületi minőséget, részletgazdagságot, termelékenységet, izotrópiát vagy a hőállóságot helyezzük a fókuszba. Érdemes tehát nyitni a fejlettebb nyomtatási technológiák, például az LFS és SLS nyomtatás felé.
Az LFS 3D nyomtatás lehetőségei
Az LFS nyomtatás a sztereolitográfia (SLA) egy speciális formája. SLA nyomtatás során lézer segítségével folyékony, UV fényre polimerizálódó műgyantából építik fel a tárgyakat. Az erre az elvre építő LFS nyomtatást az amerikai Formlabs fejlesztette ki, amely során minimalizálták az alkatrészre nyomtatás közben ható erőket, valamint precízebbé tették a galvo lézeres pásztázást. Az LFS technológia fő előnyei közé tartoznak az izotróp belső szerkezet, a sima felületek, valamint a legapróbb részletek precíz nyomtatásának lehetősége.
Az SLS 3D nyomtatás előnyei
SLS (szelektív lézerszinterezés) nyomtatás során hőre lágyuló műanyag (leggyakrabban poliamid) por összeolvasztásával szintén lézer hozza létre a rétegeket. Az SLS additív eljárás fő előnyei a teljes geometriai szabadság, az ellenálló, ipari alapanyagok használatának lehetősége, a fröccsöntéssel megegyező tulajdonságú belső szerkezet és a kimagasló termelékenység.
Lehetőségek a sorozatgyártásra
Az LFS technológiát pontosságából és felbontásából fakadóan gyakran használják öntészeti minták, mesterdarabok 3D nyomtatására, amelyeket aztán vákuum- vagy RIM-öntéssel sokszorosítanak. Emellett közvetlen fröccsöntő szerszámbetét gyártására is egyre több példát látni. Itthon valószínűleg a Technoplast Group Kft. rendelkezik ezen a területen a legnagyobb tapasztalattal, amelyről április végén a Formlabs 3D nyomtatókat forgalmazó FreeDee Kft. által szervezett szakmai napon is személyesen mesélnek majd.
Az SLS nyomtatás ezzel szemben a végfelhasználásra szánt szériák közvetlen gyártására is kifejezetten alkalmas akár több ezres darabszámig. Ennek oka a strapabíró, ipari alapanyagokban, a végterméknek megfelelő homogén belső szerkezetben, valamint az eljárás komoly termelékenységében gyökerezik.
Ezekkel a házon belüli additív megoldásokkal kiválthatók korábban kiszervezett szériák és egyedi alkatrészek, ami rövidebb átfutási időkhöz, gyorsabb termékfejlesztéshez és piacra lépéshez vezet, emellett a napjainkban egyre gyakoribb ellátási lánc problémáktól is megvédheti a termelési folyamatokat. Az új termékek fejlesztéséhez szükséges idő csökkenése, a költséges és lassú szerszámgyártás elhagyása pedig potenciálisan a házon belüli innovációt, a variációk számát is növeli, amely versenyképesebb termékek mindenkit megelőző bevezetését teszi lehetővé.
Alapanyagok az LFS és SLS gyártásban
Mindkét szóban forgó additív gyártóeljárás területén széles alapanyagkínálattal találkozhatunk, amelyek különböző mechanikai tulajdonságaikkal más-más felhasználási területeken jelentenek optimális választást. Míg az LFS nyomtatás alapanyaga minden esetben műgyanta, addig SLS nyomtatás területén a PA12 és PA11 poliamidok jellemzők, de például különböző rugalmas vagy PP alapanyag is elérhető. Emellett a szálhúzáshoz nyomtatáshoz hasonlóan itt is elérhetők rövidszálas kompozit anyagok, amelyek erősebb és alaktartóbb vagy például ESD biztos alkatrészek nyomtatását is lehetővé teszik ezekkel az eljárásokkal.
A fejlett additív eljárások terjedése
Miért terjedtek el kevésbé az LFS/SLA és SLS nyomtatók?
Amikor az FFF 3D nyomtatást védő szabadalmak 2009-ben lejártak, az eljárást alkalmazó 3D nyomtatók ára rövid időn belül töredékére csökkent. Megjelentek új, felhasználóbarát és elérhető 3D nyomtatókat gyártó vállalatok, mint például az Ultimaker, akik kikövezték az utat a technológia széleskörű adaptációja felé.
Az SLA és SLS eljárások szabadalmai később jártak le, utóbbi 2014-ben, ezzel megnyitva az utat az FFF eljáráshoz képest későbbi, de hasonló mértékű árcsökkenéshez. A Formlabs első elérhető, asztali SLA 3D nyomtatói 2013-ban minden várakozást felülmúlva több, mint 2000 megrendelést és 3 millió dollárt gyűjtöttek be az induló kampány során.
Mostanra a Formlabs mind az SLA, mind az SLS technológiai területén sokat tett az additív eljárások demokratizálásáért. A Form 3L nagyformátumú LFS nyomtató elérhetővé tette tekintélyes munkadarabok nagyfelbontású, házon belüli gyártását, ami korábban csak nagyon drága, ipari gépekkel volt megoldható. Legújabb fejlesztésük pedig, a Form Fuse 1 SLS nyomtató rendszer a szelektív lézerszinterezés termelékeny technológiáját tette egy megbízható, kompakt rendszerrel akár egy KKV számára is megfizethetővé.
Élő bemutató és sikeres alkalmazási példák
A Formlabs 3D nyomtatókat is értékesítő FreeDee Kft. idén jegyzi alapításának 10. évfordulóját, amelyet többek között ingyenes, a szakmai fejlődésre és kapcsolatteremtésre is alkalmas napok szervezésével ünnepel. Ebben a hónapban az LFS és SLS technológiáknak dedikált programot szerveznek, amely során a résztvevők mindkét fejlett eljárás munkafolyamatait, alapanyagait és lehetőségeit megismerhetik élő demókkal, nemzetközi és hazai példákkal is alátámasztva.
Foglalja le helyét április 26-ára!