Hvad er 3D-udskrivning med Digital Light Synthesis (DLS)? En komplet guide

Digital Light Synthesis (DLS) er en næste generations 3D-printteknologi, der omdanner lys og programmerbare flydende harpikser til funktionelle polymerdele med fine detaljer. I modsætning til konventionelle lag-for-lag-processer fremstiller Digital Light Synthesis emner kontinuerligt med komplekse geometrier, glatte overflader og ensartet styrke i alle retninger. Dette gør 3D-print med kulstof-DLS til et godt valg til tekniske anvendelser, der kræver produktionsklare emner.

Produktdesignere og producenter, der overvejer at anvende digital lyssyntese med kulstof eller en carbon DLS 3D-printning, skal forstå processen, materialerne, fordelene og ulemperne ved denne teknologi, før de kan beslutte sig for den mest egnede fremstillingsmetode.

Hvad er 3D-udskrivning med Digital Light Synthesis (DLS)?

Carbon Digital Light Synthesis er en additiv fremstillingsproces, der anvender fotopolymerer. Processen benytter digital lysprojektion, iltgennemtrængelig optik og kemien bag dobbelt-hærdende harpiks til at fremstille tredimensionelle emner.

Teknologien bygger på Carbon-virksomhedens CLIP-proces (Continuous Liquid Interface Production). I stedet for at hærde og afskalle ét lag ad gangen opbygges emnerne ved CLIP-processen kontinuerligt fra en harpiksbeholder. Da emnerne dannes uden tydelige lag, opfører de sig langt mere som sprøjtestøbte komponenter end typiske 3D-udskrifter.

Hvordan fungerer Digital Light Synthesis?

Digital Light Synthesis fungerer ved at kombinere tre elementer: projiceret UV-lys til at forme emnet, ilt til at styre, hvor hærdningen finder sted, og varme til at udvikle materialets endelige egenskaber. Sammen omdanner de flydende harpiks til komponenter af produktionskvalitet i fem trin:

Digital Light Synthesis består af tre elementer: projiceret UV-lys til at definere emnet, ilt til at bestemme, hvor hærdningen skal finde sted, og varme til at udvikle materialets endelige egenskaber. Sammen omdanner de flydende harpiks til komponenter af produktionskvalitet i fem trin:

• UV-billedprojektion: En lysmotor med høj opløsning projicerer tværsnitsbilleder af emnet gennem et gennemsigtigt, iltgennemtrængeligt vindue under harpiksen. Harpiksen størkner der, hvor lyset projiceres.

• Oxygenstyret hærdning: Ilt, der strømmer gennem vinduet, forhindrer hærdning i et meget tyndt lag harpiks lige over det. Denne flydende grænseflade forhindrer emnet i at binde sig til vinduet.

• Kontinuerlig fremstilling af emnet: I takt med at lyset hærder harpiksen lige over grænsefladen, hæves byggeplatformen gradvist opad. Der strømmer frisk harpiks ind under emnet, så det vokser kontinuerligt i stedet for i separate lag.

• Rengøring: Efter udskrivningen gennemgår emnet en rengøringsproces for at fjerne eventuel uhærdet harpiks fra overfladen og indvendige dele.

• Termisk efterhærdning: De fleste kulstofharpikser er dobbelthærdende harpikser. Emnerne gennemgår derefter en forudbestemt termisk hærdningsproces i en industriel ovn. Varmen udløser en sekundær kemisk reaktion, der medfører, at harpiksen hærder, og at dens fysiske egenskaber fastlægges.

De vigtigste fordele ved 3D-udskrivning med Carbon DLS

Fordele ved anvendelsen af Carbon DLS 3D-printteknologi er:

• Isotrop styrke: Styrke i alle retninger (X, Y, Z) uden laglinjer.

• Glat overfladefinish: Dele med en overfladefinish, der ligner støbte dele, samt detaljerede dele med færre krav til efterbehandling.

• Designfleksibilitet: Indre strukturer, gitterkonstruktioner, samlinger uden værktøj.

• Funktionelle materialer: Materialerne omfatter fleksible, slagfaste, stive og varmebestandige harpikser.

• Dele til slutbrug: DLS kan fremstille dele i produktionskvalitet, ikke kun prototyper.

Almindelige materialer, der anvendes i Carbon Digital Light Synthesis

Valget af materiale påvirker komponentens ydeevne. Kulstofharpikser er sammensat med henblik på at opfylde bestemte tekniske krav:

Anvendelsesområder for Digital Light Synthesis

Digital Light Synthesis understøtter anvendelser inden for flere forskellige produktionssektorer:

• Bilindustrien: Specialfremstillede husdele, interiørkomponenter, klemmer, stik og funktionelle prototyper.

• Medicinsk udstyr: Hus, kirurgisk guide og patientspecifik komponent.

• Forbrugerprodukter: Indlægssålertil fodtøj, beskyttelsesudstyr, bærbare enheder og ergonomiske løsninger.

• Industrielt udstyr: Beslag, fastgørelseselementer, tætninger og dele med kompleks geometri.

Digital Light Synthesis kontra traditionel 3D-udskrivning

DLS adskiller sig primært fra konventionel SLA ved sin metode med kontinuerlig hærdning og materialer med dobbelt hærdning.

Ingen af disse fremgangsmåder egner sig til alle projekter; det rigtige valg afhænger af materiale, geometri, volumen, tolerancer og omkostninger.

Begrænsninger og designmæssige overvejelser

Der er flere ulemper ved DLS-teknologien, som potentielle producenter bør tage i betragtning, inden de beslutter sig for en sådan løsning:

• Dele størrelse: Byggevolumenet bestemmer den maksimale størrelse, der kan fremstilles, og derfor skal store dele opdeles i mindre dele.

• Efterbehandling: Der krævesyderligere tid og penge til yderligere vask og termiske hærdningsprocesser.

• Materielle begrænsninger: De tilgængelige egenskaber afhænger af kompatible harpiksformuleringer.

• Omkostninger ved storproduktion: Ved store produktionsmængder er sprøjtestøbning mere omkostningseffektivt.

CNC-bearbejdning kan være at foretrække, når der er tale om metaldele, bestemte tekniske plastmaterialer eller meget snævre tolerancer.

Hvorfor vælge Norcks Carbon DLS 3D-printservice?

For at udnytte det fulde potentiale i Digital Light Synthesis kræves den rette resin, den rette orientering af emnerne samt designs, der er kompatible med processen. Norcks Carbon DLS-3D-printservice kombinerer Carbon-teknologi med teknisk support, herunder feedback vedrørende design til fremstilling (DFM) og vejledning om materialevalg. Da Norck også tilbyder CNC-bearbejdning og andre fremstillingsmetoder, kan vores team anbefale den bedste proces til hver enkelt komponent.

Resumé

Digital Light Synthesis anvender kontinuerlig fremstilling af emner og tekniske harpikser med dobbelt hærdning kombineret med designfleksibilitet til at fremstille polymeremner, der fungerer som støbte komponenter. Fra komplekse prototyper til produktion til slutbrug giver Digital Light Synthesis producenterne en hurtigere vej til funktionelle emner uden brug af værktøj.

Er du klar til at gå i gang med dit Carbon DLS-projekt? Upload din CAD-fil til Norck og anmod om et tilbud på 3D-print i kulfiber ved hjælp af DLS-teknologi, inklusive DFM-feedback og materialeanbefalinger fra vores ingeniører. Få et tilbud eller kontakt os for at drøfte dit projekt i dag.