3D printers and printing technologies

3D tehnologije ispisa namijenjene su ispisu relativno kompliciranih geometrija prema računalnom 3D modelu proizvoda u relativno kratkom vremenu. Od ispisanih 3D proizvoda se zahtijeva da budu kvalitetni, precizni, dimenzijski točni, te da posjeduju dobra mehanička i funkcionalna svojstva. Postoji 8 faza procesa koje su osnova svim 3D tehnologijama ispisa. Međutim određene faze se moraju prilagoditi procesu i materijalima koji se koriste u pojedinoj tehnologiji. Taj generalizirani proces uključuje sve postupke od pretvaranja CAD datoteke u STL/AMF datoteku, preko ispisa proizvoda pomoću 3D pisača do konačne primjene ispisanog proizvoda. U ovom radu je obrađeno 11 tehnologija 3D ispisa koje se danas najčešće upotrebljavaju u raznim područjima znanosti. Tehnologije su podijeljene na tri skupine s obzirom na stanje materijala koji se koristi prilikom ispisa proizvoda, a to mogu biti: kapljično, praškasto i čvrsto stanje. Tehnologije temeljene na očvršćivanju kapljičnih materijala su SLA, DLP i PolyJet. SLA se temelji na konvencionalnim fotolitografskim metodama s UV polimerizacijom. DLP se zasniva na očvršćivanju digitalno obrađenim svjetlosnim signalom, a PolyJet tehnologija obuhvaća 3D tiskanje sloja fotoosjetljivog polimernog materijala pomoću glava za tiskanje. Druga skupina tehnologija su one koje se temelje na materijalima u praškastom stanju, a to su: SLS, 3DP, LENS, DMD, EBM i SLM. SLS tehnologija radi na principu srastanja uz pomoć topline laserske zrake. 3DP tehnologija obuhvaća postupke temeljene na povezivanju praha uz pomoć veziva. LENS, DMD i SLM koriste se za taljenje uz pomoć topline laserske zrake, dok se EBM koristi za taljenje uz pomoć kinetičke energije (snop elektrona). Zadnja skupina su tehnologije koje se temelje na materijalima u čvrstom stanju – FDM i LOM. Dok se FDM koristi ekstrudiranjem rastaljenog materijala za taložno očvršćivanje, LOM se koristi za laminiranje tehnikom rezanja s pomoću laserske zrake.3D printing technologies are designed to print relatively complicated geometries according to a computer 3D product model in a relatively short time. Printed 3D products are required to be of high quality, accurate, dimensional accurate, and to have good mechanical and functional properties. There are 8 process stages that underpin all 3D printing technologies. However, certain stages must be adapted to the process and materials used in the particular technology. This generalized process involves everything from converting a CAD file to an STL / AMF file, through printing a product using a 3D printer, to finally applying the printed product. This paper deals with 11 3D printing technologies most commonly used today in various fields of science. Technologies are divided into three groups according to the state of the material used for printing the product, those can be: liquid, powder and solid state. Liquid-based solidification technologies are SLA, DLP and PolyJet. SLA is based on conventional photolithographic methods with UV polymerization. DLP is based on solidification with a digitally processed light signal, and PolyJet technology incorporates a 3D printing of a layer, which is made of photosensitive polymer material, using printheads. The second group of technologies are those based on powdered materials, namely: SLS, 3DP, LENS, DMD, EBM, and SLM. SLS technology works on the principle of fusion with laser beam heat. 3DP technology incorporates binder-based powder bonding processes. LENS, DMD and SLM are used for laser-assisted fusion, while EBM is used for kinetic energy (electron beam) fusion. The last group are technologies based on solid materials – FDM and LOM. While FDM is used by extruding molten material for precipitation hardening, LOM is used for laminating by laser beam cutting technique