hrvatski

3D-ispis u kemijskom inženjerstvu

Aditivna proizvodnja (eng. Additive Manufacturing) poznatija pod nazivom 3D-ispis ili „3D printanje“ (eng. 3D printing), dio je proizvodnoga strojarstva koji se bavi izradom predmeta nanošenjem materijala u slojevima. Proizvodni proces započinje zamišljanjem modela pa konstruiranjem trodimenzionalnoga modela računalnim CAD programom za modeliranje, ili digitaliziranjem prostornoga oblika već postojećega objekta 3D-skenerima. Stvoreni virtualni model se zatim drugom vrstom programa, tzv. slicerom, pretvara u niz horizontalnih poprečnih presjeka koji se 3D- pisačem izrađuju sloj po sloj do konačnog proizvoda. Tim se postupcima jednako uspješno mogu izraditi prototipovi, kalupi i alati velike preciznosti te funkcionalni dijelovi spremni za upotrebu. Brzina izrade, izbor materijala i dimenzije modela su ograničeni vrstom tehnologije i dimenzijama pisača. Ovisno o tehnologiji dobivanja slojeva i upotrijebljenim materijalima, koji mogu biti u krutom, tekućem i praškastom stanju, razvijeno je više postupaka aditivne proizvodnje. Najčešće se upotrebljavaju polimerni materijali, ali i kompozitni materijali te keramika, čelik, aluminij, titanij itd. U okviru izlaganja predstavit će se trendovi razvoja aditivne proizvodnje u kemijskom inženjerstvu u svijetu i predstaviti će se dio istraživanja koja su proveli studenti Fakulteta kemijskog inženjerstva i tehnologije na dostupnim pisačima. Predstaviti će se tehnologije aditivne proizvodnje koje se zasnivaju na proizvodnji rastaljenim filamentom (engl. fused filament fabrication, FFF), selektivnom laserskom sinteriranju (engl. selective laser sintering, SLS) i stereolitografiji (engl. stereolitography, SLA). Tehnologija proizvodnje rastaljenim filamentom (FFF) za proizvodnju koristi različite termoplastične plastike od kojih najčešće susrećemo one na osnovi akrilonitril/butadien/stirena (ABS), ali i mnoge druge kao npr. polilaktid (PLA), poli(etilen-tereftalat) obogaćen glikolom (PETG), poli(metil-metakrilat) (PMMA). Pri radu s FFF pisačima filament promjera 1, 75 mm ili 3, 00 mm (ovisno o 3D-pisaču) ulazi u grijanu dizu kroz koju se istiskuje rastaljeni polimer, a izrađeni slojevi se hlade i skrućuju pri sobnoj temperaturi, te tako vežu na prethodni sloj. Pisači za FFF su zbog jednostavnosti danas najzastupljeniji u kućnoj i manje zahtjevnoj profesionalnoj primjeni. Tehnologija selektivnog laserskog sinteriranja (SLS) najčešće koristi praškasti termoplastični materijal koji je najčešće na osnovi poliamida (PA), može koristiti metal, keramiku i kompozitni materijal. Radna ploha nalazi se na visini koja je potrebna da se položi sloj praškastoga materijala i dobije željena debljina sloja. U komori se nalaze grijači koji podižu temperaturu, a dodatnim djelovanjem visoke temperature lasera dolazi do sinteriranja (površinskog spajanja - srašćivanja) zagrijanih čestica materijala. Spuštanjem radne površine nanosi se novi sloj praha, sve do ispisa posljednjega presjeka. Po završetku procesa suvišak praha potrebno je ukloniti četkanjem i otpuhivanjem. Tehnologija stereolitografije (SLA) najčešće koristi polimernu smolu koja se sastoji od oligomera i polimera na osnovi akrilata i fotoinicijatora koji pod djelovanjem lasera očvršćuju (dodatno polimeriziraju i umrežavaju se), može koristiti i kompozitni materijal od kojeg se dobiju keramički izradci. Dakle, stereolitografije se zasniva na fotopolimerizaciji, tj. laser emitira svjetlost određene valne duljine i osvjetljava sloj tekućega polimera zadana oblika presjeka, koji očvršćuje iznad podloge. Na kraju postupka izradak se ispire u otapalu radi uklanjanja suvišnog polimera na površini.

Aditivna proizvodnja, 3D-ispis, kemijsko inženjerstvo

nije evidentirano