Skapa produktionsdelar med Carbon 3D-utskrift

Snabb och hållbar 3D-utskrift med Carbon

Digital ljussyntes (DLS) är signaturtekniken för det digitala tillverkningsföretaget Carbon. Det möjliggör snabb 3D-utskrift av plastdelar i material av produktionskvalitet. DLS-teknik använder ljus för att ställa in 3D-formen på utskrivna delar, sedan genomgår delarna en termisk härdningsprocess som för dem till sina slutliga materialegenskaper. Genom att kombinera dessa processer kan Carbons additiva tillverkningsteknik blanda hastigheten och designfriheten hos ljushärdande 3D-utskriftsprocesser med överlägsna plastmaterialegenskaper som vanligtvis inte är möjliga med 3D-utskrift.

Designar för Carbons 3D-utskriftsteknik
Många av de taktiker som används för att mildra skevhet vid formsprutning gäller även för 3D-utskrift. Att upprätthålla enhetliga väggtjocklekar, lägga till radier i inre hörn och bygga stödribbor hjälper alla till med dimensionsstabiliteten hos kolfiberdelar och minskar skevhet hos delar.

Carbons teknik utmärker sig vid geometrier av gittertyp, men kämpar med stora tvärsnitt orsakade av skrymmande, tjocka delar. Undvik tjocka väggar och håll dig helst under 2.54 mm väggtjocklek. Försök att urholka delar, lägga till gitter eller bikakor eller lägga till hål för att ta bort material som är onödigt för delens funktionalitet.

Ytor som är 45 grader och brantare från dragplanet kräver vanligtvis inga stöd. Att marschera väggar upp och över i 45 grader istället för hårda 90-graders vinklar kommer vanligtvis att göra att en del byggs mer exakt och kräver mindre stöd. Återigen, att lägga till en radie i invändiga och utvändiga hörn mildrar ofta eller till och med tar bort behovet av stöd på många delar.

Kol DLS vs. Stereolitografi
Carbons teknik är en 3D-utskriftsprocess för "karfotopolymerisering", vilket placerar den i samma teknikfamilj som stereolitografi (SLA). I grund och botten innebär detta att den bygger delar genom att härda flytande fotopolymerer till ett fast ämne genom att selektivt utsätta dem för ljus. Som sagt, Carbon skiljer sig från SLA på ett antal sätt:

• Carbon avger ljus via ett DLP-chip (Digital Light Projection) som liknar hur en projektor kastar en bild på en skärm. Detta står i kontrast till hur SLA ritar funktioner, vilket är vid en enda punkt i rymden i taget med en laser. Konsekvenserna av detta är att kol kan skriva ut mycket snabbare (precis som du kan stämpla en bild snabbare än du kan rita den), men detta kommer med en kompromiss för noggrannhet och ytfinish.

• Koltekniken bygger i huvudsak "upp och ner" i förhållande till konventionell SLA. För att underlätta detta avger Carbon ljuset som används för härdning genom en genomskinlig ruta i botten av hartsbehållaren. Återigen är detta en kompromiss. Att bygga på detta sätt gör att Carbon kan bygga snabbare, men det kräver också starkare stöd.

• Det finns andra system som skriver ut delar "upp och ner" som Carbon, men Carbon har en unik twist i och med att rutan som ljuset passerar genom också är syregenomsläpplig. Detta är viktigt eftersom den flytande fotopolymeren inte kommer att härda till ett fast ämne om den är mättad med syre. Normalt sett måste system som detta fysiskt dra bort delarna från den här rutan eftersom de effektivt limmas fast på varje lager, men Carbon kan göra det utan att vara så grov mot delarna. Syret förhindrar att hartset omedelbart från glaset härdar, vilket gör att delen kan resa sig utan att fysiskt behöva slita från rutan i varje lager. Denna förbättring förbättrar inte bara utskriftshastigheten avsevärt utan minskar också de stöd som krävs.

• Historiskt sett har karfotopolymerisationsmaterial inte varit kända för sin hållbarhet eller livslängd. Eftersom tekniken i grunden skapar delar med ljus var materialen naturligt ljuskänsliga. Delar tillverkade via SLA är vanligtvis tillräckligt känsliga för UV-ljus att de kan missfärgas efter bara några timmars exponering för solljus. Carbon hittade dock en enda lösning på detta problem. Teknikens unika hartser kombinerar aspekter av inte bara fotopolymerer utan även tvådelade uretaner. Detta innebär att kolfiberdelar kräver en termisk cykel efter att de har byggts för att nå sina slutliga egenskaper, men gör dem mycket mer hållbara.

• Slutligen, när det gäller användning, kan kolfiberdelar användas för både funktionella prototyper och produktionsdelar för slutanvändning. Vanligtvis är SLA-delar billigare och mer exakta för snabb prototypframställning, men Carbon erbjuder ytterligare materialegenskaper som SLA inte gör. Kolmaterial är mycket mer hållbara, UV-beständiga och kemikaliebeständiga än SLA-material. Om prototyperna ser krävande miljöer kan Carbon vara det bästa alternativet.

DLS i kolfiber jämfört med Multi Jet Fusion
Både Carbon och Multi Jet Fusion (MJF) lämpar sig väl för funktionella prototyper och lågvolymproduktion, så när ska du använda det ena eller det andra? Här är några saker att tänka på:
Material. Materialen som erbjuds av de två teknikerna är ganska olika. MJF skriver ut delar i nylon 11, 12 och TPU. Dessa nylonmaterial är både måttligt styva och flexibla och har imponerande slagtålighet. På Protolabs erbjuder vi fyra kolfibermaterial – inklusive styv polyuretan och flexibel polyuretan. Den styva polyuretanen liknar MJF:s material i styvhet, men erbjuder överlägsen flexibilitet. Den flexibla polyuretanen är mindre styv men erbjuder enorm flexibilitet och liknar gjuten polypropen i sina materialegenskaper.

Hål, slitsar, kanaler. Även om den minsta funktionsstorleken för båda teknikerna är liknande (cirka 0,5 mm), är Carbon mycket bättre på att bilda "negativa utrymmen" som hål, slitsar och kanaler. Detta beror på pulvret som används i MJF, och mediet är svårt eller omöjligt att ta bort från små luckor. Om delkonstruktionen har flera hål eller komplexa kanaler är det troligt att den passar bättre för Carbon.

Del storlek. På Protolabs fabrik kan Carbon producera större delar än MJF. Om delen är större än 284 mm x 380 mm x 380 mm kan det vara nödvändigt att skriva ut den via DLS eftersom den kan vara för stor för MJF-plattformen, alternativt kanske vårt nätverk kan stödja.

Tillämpningar för Carbon DLP 3D-utskriftsteknik
Carbon är en av de bästa teknikerna som finns tillgängliga för 3D-utskrift av plastdelar för lågvolymproduktion. Icke-skrymmande delar med måttlig till hög komplexitet är vanligtvis bra kandidater för denna teknik. Även om kritiska funktioner kan "ställas in" för förbättrade toleranser, har kolfiber lösare toleranser än formsprutning, så kandidatdelarna bör inte kräva alltför snäva toleranser.

Kol används ofta för intrikata konstruktioner som är svåra att forma och hållbara 3D-printade komponenter för slutanvändningsapplikationer. Några av de senaste högprofilerade produkterna som Carbon har producerat är bland annat arbetet med Adidas och dess AlphaEdge 4D-löparsko, en Riddell fotbollshjälm och en högpresterande cykelsadel för cyklister. Kolfiberdelar används också regelbundet inom medicinsk och dental industri.

Om du har några frågor om DLS by Carbon eller våra allmänna möjligheter kan du kontakta oss på +46 (0) 8408 391 86 eller customerservice@protolabs.se.

12/2/2024 - Industritorget

Contact information

Protolabs

08408 391 86

View homepage

Send Email

Contacts

Links

Videos

Map

Print
Send tip

Mailing address
Halesfield 8
TF74QN Telford

Visiting address
C/o The Works Medborgarplatsen 25
11872 Stockholm

Region
United Kingdom

Organization id:
5366160

Founded: Not specified
Employees: Not specified

Contacts

Links

Videos

Map

Welcome to Protolabs!

The company was founded in 1999 by Larry Lukis, a successful entrepreneur and computer geek. He wanted to radically reduce the time required to produce injection molded prototype parts.

His solution was to automate the traditional production process by developing complex software that communicated with a network of mills and presses. As a result, plastic and metal parts could be produced in a fraction of the time it had previously taken.

How we can help
Faster product development, reduced costs and optimized supply chain with 3D printing, CNC machining and injection molding enabled by technology.

Welcome to contact us!

Send rfq