V případě požadavku technicky dokonalého a přesného plastového prototypu se nejčastěji používá technologie zvaná stereolitografie, kterou jsme již představili v dříve otištěných článcích. Zaručuje poměrně rychlý způsob převodu 3D dat a přípravu master modelu pro následné použití. Model připravený touto technologií většinou slouží pouze jako prostředek pro výrobu nástroje či formy. Je to díky použitému materiálu modelu (epoxidová pryskyřice), který umožňuje širokou škálu dokončení povrchu modelu (od jemného broušení přes pískování až k dokonalému vyleštění). Mezivýsledkem je tedy řádně ošetřený model, a to podle finálního požadavku na plastový díl. Takto připravený model slouží pro výrobu silikonové formy pro požadavek až několika desítek kusů plastového dílu z polyuretanů, případně pro výrobu vstřikolisového nástroje pro několik stovek až tisíce kusů dílů z finálních sériových plastů (ABS, PA, POM). Důvodem požadavku na odpovídající povrch je následná reprodukce povrchu na formu, a tedy i na jednotlivé díly. Stereolitografie je v současné době na vrcholu RP technologií i z důvodu dosažení vysoké přesnosti při výrobě master modelu. Běžně se používá při sestavovaní tzv. "data-control-modelů", což například v automobilovém průmyslu představuje nejezdící prototyp, na jehož základě jsou připravovány již sériové nástroje a formy. Vzhledem k tomu, že pro tyto potřeby je nutné vyrobit několik kusů přesných plastových dílů na úrovni sériové produkce, je stereolitografie tou nejsprávnější volbou. Velké uplatnění též nachází v oblasti zástavbové kontroly dílů, kontroly spasování dílů pro sestavu a při designérských návrzích. Předností je reprodukovatelnost až několika desítek kusů polyuretanových odlitků, a tedy větší sériovost oproti následujícím technologiím.
Selective Laser Sintering (SLS)
Tato technologie umožňuje velmi podobným způsobem jako předchozí vyrábět modely, avšak jako výsledný materiál modelu je možné zvolit termoplast nebo kov. Nejčastěji se používá speciální práškový polyamid (bez i se skleněnou výplní), který se mechanickými vlastnostmi blíží sériově vstřikovanému polyamidu. Zde je možné vysledovat hlavní výhodu oproti stereolitografii, jejíž pryskyřičné modely neoplývají vysokými mechanickými vlastnostmi a vysokou teplotní odolností. Modely vytvořené SLS technologií tak nacházejí uplatnění při výrobě prototypu, který je určen pro zátěžové a napěťové zkoušky, tedy zkoušky za provozu, v případě automobilového průmyslu tzv. crash-testy. Vzhledem k velmi blízkým vlastnostem modelu je možné běžně simulovat chování plastu při normálním provozu, případně při extrémním provozu za vysokých a nízkých teplot.
Nevýhodou oproti stereolitografii je nižší dosažitelná přesnost s ohledem na tloušťku vrstvy. Ta se pohybuje v rozpětí od 0,15 do 0,20 mm a výsledná přesnost se pohybuje v těchto intencích. Vzhledem k většímu parametru tloušťky oproti stereolitografii vlastní stavba modelu zabírá kratší čas, na druhou stranu povrchové dokončení pro následné použití modelu je více pracnější a není možné dosáhnout tak kvalitního povrchu. SLS modely se používají v případě, kdy je potřeba ve velmi krátké době prezentovat několik plastových kusů s vlastnostmi na úrovni sériových plastů. Počty pohybující se nad 5 až 8 kusů se v důsledku větší finanční náročnosti nevyplatí a je lepší využít stereolitografie a následné produkce polyuretanových odlitků.
Fused Deposition Modeling (FDM)
Tato RP technologie se trochu odlišuje od dvou předchozích, a to systémem výroby modelu. Opět dochází k vrstvení modelu, ovšem model je tvořen aplikací materiálu ABS tryskou. Ta se pohybuje v osách X a Y, osa Z je tvořena pohybem celé platformy, na níž je model usazen. Výhodou této technologie jsou poměrně slušné mechanické vlastnosti a vysoká teplotní odolnost, na druhé straně tato technologie je náročnější po stránce povrchové úpravy modelu, má menší přesnost a vlastní stavba potřebuje delší čas. FDM technologie nachází velké uplatnění u mechanicky namáhaných dílů s kombinací teplotního zatížení. Její doménou je výroba jednoho zátěžového vzorku pro zkoušky a ověření funkčnosti. Na druhou stranu při požadavku více kusů je nevýhodná a finančně náročná. Většímu využití jako prostředku pro přípravu formy či nástroje zabraňuje náročnější způsob povrchové úpravy s ohledem na mechanické vlastnosti použitého materiálu ABS. Ten se blíží svými parametry k sériově vstřikovanému ABS.
Představili jsme si nejvíce exponované RP technologie a jejich výhody a nevýhody. Existují i další metody - netěší se sice takovému rozšíření, přesto stojí za to se o nich zmínit, což učiníme v příštím čísle v dokončení tohoto přehledu. V případě zájmu o získání podrobnějších informací či přímo při požadavku realizace RP modelů je možné se obrátit na pražskou firmu 3D Tech, spol. s r. o.