ПРОТОТИПИРОВАНИЕ

     Аддитивное изготовление (Быстрое прототипирование) разделяется на несколько видов:

1. 3D-печатание (3D Printing)
   1.1. Лазерная трехмерная печать
             - Стереолитография (Stereolythography)
             - Лазерная синтеризация (Laser Syntering)
   
   1.2. Струйная трехмерная печать
             - Multi Jet Modeling (MJM)
             - Fused Deposition Modeling (FDM)
             - PolyJet-печатание (PolyJet Printing)
   
   
2. Ламинирование (Lamination) (в стоматологии не используется)
   

     Суть технологии заключается в отверждении жидкого фотополимера (светочувствительной смолы) при облучении ультрафиолетом. Фотополимер засвечивается ультрафиолетовым лазером. Луч лазера поточечно обрабатывает поверхность, описывая замкнутые кривые. Таким образом формируется сечение модели. Затем рабочий стол вместе со сформированной частью модели опускается (тем самым повышается уровень фотополимера), и строится следующий уровень. Так, послойно получается целостная готовая модель. Готовый образец промывается, чтобы удалить остатки мономера, и некоторое время выдерживается под УФ-лампой для окончательного затвердевания. Стереолитография позволяет получить модель с точностью до 0,025-0,15 мм, хорошо воспроизводит мелкие детали и обеспечивает достаточно ровную поверхность объекта. Недостатками являются низкая скорость работы, ограниченный ассортимент конструкционных материалов и дороговизна.



     Более скоростной вариант этой технологии называется DLP (Digital Light Processing). В качестве рабочего материала используется все тот же фотополимер, только через фотошаблон засвечивается сразу вся его поверхность с помощью ультрафиолетовой лампы. Такое устройство предлагает, например, компания Envisiontec. Толщина слоя варьируется также от 150 до 90 микрон, можно создавать прототипы размером до 190x152x230 мм со скоростью до 15 мм (в высоту) в час.

  

     Используются следующие материалы: WIC300 - полимерный материал с воском в качестве наполнителя (для быстрых отливок по выжигаемым моделям); DT22 - выжигаемый полимер для изготовления изделий с тонкими краями толщиной до 50 мкм; e-Shell300 - биосовместимый полимер для изготовления направляющих хирургических шаблонов для имплантации.

Выборочное лазерное спекание (Selective Laser Sintering, SLS)

     В качестве катализатора реакции используется тоже лазер, а в качестве рабочего материала выступает уже не жидкий полимер, а порошок какого-либо легкоплавкого пластика. В рабочем объеме SLS-машины порошок пластика нагревается практически до температуры плавления. Лазер рисует по тонкому слою пластикового порошка сечение детали, пластик нагревается выше температуры плавления и спекается. Затем сверху добавляется новый слой порошка и процедура повторяется. Чтобы порошок не загорелся, в рабочую зону подается жидкий азот.

     На выставке в Кельне (2009) компания EOS (Германия) представила свою последнюю инновацию - машину лазерной синтеризации (Formiga P100) высокопрочного пластика для изготовления моделей.

  

В стоматологии получило распространение изготовление по этой технологии каркасов протезов из порошка хромокобальтового сплава и титана, что реализуется оборудованием компаний Phenix Systems (Франция), EOS (Германия), 3D Systems (США).



Fused Deposition Modeling (FDM)

     FDM-принтеры используют нить термопластичного пластика (дешевые модели принтеров используют полистирол, более дорогие модели - поликарбонат), которая расплавляется и через фильеру укладывается печатающей головкой на поверхность образца. Для предупреждения деформаций тонких элементов в процессе печати при необходимости через вторую фильеру из растворимого материала автоматически формируются элементы поддержки. Эти элементы вымываются водой в ультразвуковой ванне.



     Техпроцесс FDM позволяет с достаточно высокой точностью (минимальная толщина слоя 0,12 мм) изготавливать детали довольно большого размера (до 600x600x500 мм). Основным производителем оборудования для FDM является компания Stratasys.

Multi Jet Modeling (MJM)

     Модели строятся путем нанесения расплавленного материала с помощью струйных головок. В качестве модельного материала служит литейный воск. Технология позволяет выращивать восковую модель для последующего получения металлической отливки, литьевого прессования керамики.



PolyJet InkJet Technology

     Технология струйной печати разработана компанией Objet Geometries и заключается в нанесении тонкого слоя фотополимера слой за слоем и его отверждения с помощью ультрафиолетового света. Материал полностью отверждается сразу после нанесения капли и нет необходимости в последующей постполимеризационной обработке. Специально разработанный гелеобразный материал, который поддерживает изготавливаемую деталь, легко удаляется водой или механически.