Vad är 3D-utskrift med Digital Light Synthesis (DLS)? En komplett guide

Digital Light Synthesis (DLS) är en nästa generations 3D-utskriftsteknik som omvandlar ljus och programmerbara flytande hartser till funktionella polymerdelar med fina detaljer. Till skillnad från konventionella lager-för-lager-processer tillverkar Digital Light Synthesis delar kontinuerligt, med komplexa geometrier, släta ytor och enhetlig hållfasthet i alla riktningar. Detta gör 3D-utskrift med kolfiber-DLS till ett bra alternativ för tekniska tillämpningar som kräver produktionsklara delar.

Produktdesigners och tillverkare som överväger att använda digital ljussyntes med kol eller 3D-utskrift med koldioxid-DLS måste förstå processen, materialen, fördelarna och nackdelarna med denna teknik innan de kan besluta sig för den mest lämpliga tillverkningsmetoden.

Vad är 3D-utskrift med Digital Light Synthesis (DLS)?

Carbon Digital Light Synthesis är en additiv tillverkningsprocess som utnyttjar fotopolymerer. Metoden bygger på digital ljusprojektion, syrepermeabel optik och en harts med dubbelhärdning för att tillverka tredimensionella detaljer.

Tekniken bygger på Carbon-företagets CLIP-process (Continuous Liquid Interface Production). Istället för att härda och skala av ett lager i taget bygger CLIP upp delar kontinuerligt från en hartsbassäng. Eftersom delarna bildas utan tydliga skikt liknar de i mycket högre grad formsprutade komponenter än vanliga 3D-utskrifter.

Hur fungerar Digital Light Synthesis?

Digital Light Synthesis fungerar genom att kombinera tre element: projicerat UV-ljus för att forma delen, syre för att styra var härdningen ska ske och värme för att ge materialet dess slutgiltiga egenskaper. Tillsammans omvandlar de flytande harts till komponenter av produktionskvalitet i fem steg:

Digital Light Synthesis består av tre komponenter: projicerat UV-ljus för att definiera delen, syre för att bestämma var härdningen ska ske och värme för att utveckla materialets slutliga egenskaper. Tillsammans omvandlar de flytande harts till komponenter av produktionskvalitet i fem steg:

• UV-bildprojektion: En högupplöst ljuskälla projicerar tvärsnittsbilder av delen genom ett transparent, syregenomsläppligt fönster under hartset. Hartset stelnar där ljuset projiceras.

• Syre-styrd härdning: Syre som strömmar genom fönstret förhindrar härdningen i ett mycket tunt hartsskikt direkt ovanför det. Detta flytande gränsskikt förhindrar att delen fäster vid fönstret.

• Kontinuerlig tillväxt av delen: När ljuset härdar hartset precis ovanför gränssnittet höjs byggplattformen gradvis uppåt. Nytt harts strömmar in under delen, vilket gör att den växer kontinuerligt istället för i separata lager.

• Rengöring: Efter utskriften rengörs delen för att skölja bort eventuell ohärdad harts från ytan och inuti delen.

• Termisk efterhärdning: De flesta kolhartsar är dubbelhärdande hartsar. Därefter utsätts delarna för en förutbestämd termisk härdningsprocess i en industriugn. Värmen sätter igång en sekundär kemisk reaktion, vilket leder till att hartset härdas och att dess fysikaliska egenskaper fastställs.

De viktigaste fördelarna med 3D-utskrift med Carbon DLS

Fördelar med att använda Carbon DLS 3D-utskriftsteknik är:

• Isotropisk hållfasthet: Hållfasthet i alla riktningar (X, Y, Z) utan skiktlinjer.

• Slät ytfinish: Delar med en ytfinhet som liknar gjutna delar samt detaljerade delar med lägre krav på ytfinhet.

• Designflexibilitet: Inre strukturer, galler, sammansättningar utan verktyg.

• Funktionella material: Materialen omfattar flexibla, slagtåliga, styva och värmetåliga hartser.

• Delar för slutlig användning: DLS kan tillverka delar av produktionskvalitet, inte bara prototyper.

Vanliga material som används vid digital ljussyntes med kol

Valet av material påverkar komponenternas prestanda. Kolfiberhartser är framtagna för att uppfylla vissa tekniska krav:

Tillämpningar av Digital Light Synthesis

Digital Light Synthesis stödjer tillämpningar inom flera tillverkningssektorer:

• Fordonsindustri: Skräddarsydda höljen, interiörkomponenter, fästklämmor, kontaktdon och funktionella prototyper.

• Medicintekniska produkter: Hölje, kirurgisk mall och patientspecifik komponent.

• Konsumentprodukter: Innersulortill skor, skyddsutrustning, bärbara enheter och ergonomiska konstruktioner.

• Industriell utrustning: Fästen, hållare, tätningar och detaljer med komplex geometri.

Digital Light Synthesis jämfört med traditionell 3D-utskrift

DLS skiljer sig från konventionell SLA främst genom sin metod med kontinuerlig härdning och sina material med dubbelhärdning.

Ingen av metoderna passar alla projekt; det rätta valet beror på material, geometri, volym, toleranser och kostnad.

Begränsningar och konstruktionsaspekter

Det finns flera nackdelar med DLS-tekniken som potentiella tillverkare bör ha i åtanke innan de bestämmer sig för ett sådant alternativ:

• Delens storlek: Byggvolymen avgör den maximala storlek som kan tillverkas, vilket innebär att stora delar måste delas upp i mindre delar.

• Efterbehandling: Det krävsytterligare tid och pengar för ytterligare tvätt- och värmehärdningsprocesser.

• Materialbegränsningar: De tillgängliga egenskaperna beror på kompatibla hartsformuleringssystem.

• Kostnad vid storskalig produktion: Vid stora produktionsvolymer är formsprutning mer kostnadseffektivt.

CNC-bearbetning kan vara att föredra när metalldelar, vissa tekniska plaster eller mycket snäva toleranser är avgörande.

Varför välja Norcks 3D-utskriftstjänst med Carbon DLS?

För att kunna utnyttja Digital Light Synthesis fulla potential krävs rätt harts, rätt orientering av delarna och konstruktioner som är kompatibla med processen. Norcks 3D-utskriftstjänst Carbon DLS kombinerar Carbon-teknik med tekniskt stöd, inklusive feedback om design för tillverkning (DFM) och materialrådgivning. Eftersom Norck även erbjuder CNC-bearbetning och andra tillverkningsmetoder kan vårt team rekommendera den bästa processen för varje komponent.

Sammanfattning

Digital Light Synthesis utnyttjar kontinuerlig tillverkning av detaljer och tekniska hartser med dubbelhärdning i kombination med designflexibilitet för att skapa polymerdetaljer som fungerar precis som formgjutna komponenter. Från komplexa prototyper till slutproduktionsserier ger Digital Light Synthesis tillverkarna en snabbare väg till funktionella detaljer utan behov av formverktyg.

Är du redo att sätta igång ditt Carbon DLS-projekt? Ladda upp din CAD-fil till Norck och begär en offert på 3D-utskrift med Carbon DLS, inklusive DFM-återkoppling och materialrekommendationer från våra ingenjörer. Begär en offert eller kontakta oss för att diskutera ditt projekt redan idag.