Technologie 3D


 

Drukarki 3D

Drukarka 3D do metalu EOS M100 – technologia DMLS/SLM*

Drukarka EOS M100 stanowi przemysłową technologię DMLS/SLM zamkniętą w kompaktowej formie, dedykowaną dla laboratoriów oraz działów badawczo-rozwojowych. Jest to najmniejszy system druku 3D do metalu, który jest doskonałym rozwiązaniem dla produkcji jednostkowych wyrobów oraz małych serii produkcyjnych elementów o niewielkich rozmiarach. System wykorzystuje sprawdzony laser włóknowy (200W), co zapewnia stabilność procesu oraz budowanie części wysokiej jakości.

Wysokie parametry procesowe umożliwiają szybkie i ekonomiczne wytworzenie. Dodatkowo plamka lasera o małej średnicy oraz wysoka rozdzielczość pozwalają na budowanie kształtów złożonych geometrycznie. Dzięki połączeniu włóknowego lasera iterbowego oraz nowej generacji parametrów ekspozycji lasera i systemu stabilizacji parametrów wydruku, zapewnia najwyższą jakość produkcji. Gęstość wyprodukowanych elementów (100%) oraz ich dokładność utrwalona wyżarzaniem w specjalnym piecu gwarantuje wykonawstwo poparte certyfikatami oraz pełne zadowolenie zamawiających.

Druk 3D Dental w technologii SLM/DMLS/LaserCusing – spieki laserowe/spieki metali i SLA – modele 3D/technologia żywicy światłoutwardzalnej*

Jakość bez kompromisów!!!

Jakość bez kompromisów!!!

*DMLS (Direct Metal Laser Sintering) to zastrzeżona nazwa niemieckiej firmy EOS (Electro Optical Systems). SLM (Selective Laser Melting) to zastrzeżona nazwa firmy MCP Hek, z której w chwili obecnej mogą korzystać firmy SLM Solutions, MTT i Renishaw, Realizer. Laser Cusing natomiast to zastrzeżona nazwa technologii, której właścicielem jest Concept Laser – firma należąca do Hofmann Innovation Group. Firma EOS i MCP Hek  na początku rozwoju tej technologii używała nazwy SLM równolegle. Jako pierwszy zastrzegł ją jednak MCP co poskutkowało tym, że firma EOS musiała stworzyć własną nazwę – DMLS. Wszystkie te nazwy dotyczą technologii selektywnego spiekania i przetapiania sproszkowanych metali przy pomocy lasera, nanoszonych warstwowo, aż do uzyskania gotowej w pełni wytrzymałej części.

Rapid Prototyping – drukowanie 3D; Selective Laser Melting [SLM/DMLS/LaserCusing]  – spiekanie laserem

Technologia SLA (Stereolithography) polega na odchylaniu wiązki lasera przez system luster, która skanuje powierzchnię płynnej żywicy w miejscu gdzie ma ona zostać utwardzona ( ma powstać model). Powszechnie nazywana technologią stereolitografii – żywicy światłoutwardzalnej.


 

Spiek laserowy metali

**Technologia DMLS, czyli Direct Metal Laser Sintering to technologia druku 3D elementów metalowych, rozwijana od ponad 20 lat przez firmę EOS. Na początku idea prototypowania metalowych części za pomocą metody DMLS, przekształciła się w dojrzałą technologię produkcyjną, oferującą wyjątkową swobodę projektowania dla konstruktorów z różnych branż.

Powtarzalne parametry wytrzymałościowe tworzonych elementów oraz ilość przemysłowych i medycznych wdrożeń produkcyjnych, to elementy, które odróżniają metodę DMLS od zbliżonych rozwiązań typu SLM lub LaserCusing. Ideą tej technologii  jest budowanie skomplikowanych kształtów, niemożliwych do wytworzenia metodami odlewniczymi z materiałów trudno obrabialnych.

Najbardziej popularne materiały używane w metodzie DMLS to stopy tytanu, stale narzędziowe, superstopy kobaltu i chromu, żaroodporne stopy niklu, stop aluminium oraz chirurgiczne stale nierdzewne. Prowadzone jest również wdrożenie takich metali, jak wolfram, miedź, złoto i inne metale szlachetne. Główne gałęzie przemysłu wykorzystujące technologię DMLS do produkcji części finalnych to głównie lotnictwo, przemysł kosmiczny, motoryzacja, stomatologia, implantologia oraz branża narzędziowa przetwórstwa tworzyw sztucznych i odlewnictwa.

Zalety technologii DMLS/SLM/Laser Cusing

  • projektowanie skomplikowanych geometrii ze strukturami kratownic, w celu odciążenia detali w przemyśle lotniczym i kosmicznym
  • budowanie skomplikowanych kanałów chłodzących podążających za kształtem detalu we wkładkach form wtryskowych (chłodzenie konformalne), które znacznie skraca czas cyklu wtryskowego i poprawia jakość detali z tworzyw sztucznych
  • budowanie koron i mostów dentystycznych z biozgodnych certyfikowanych stopów
  • tworzenie zintegrowanych części z trudno-przetwarzanych materiałów, tj. stopy niklu czy wolfram, w celu zmniejszenia ilości elementów wchodzących w skład danego komponentu
  • wytwarzanie tytanowych implantów kostnych ze strukturami kratownic ułatwiających osteointegrację

Sposób działania maszyn DMLS/SLM/Laser Cusing

Działanie maszyn DMLS oparte jest na nanoszeniu warstw precyzyjnie skomponowanego proszku metalowego za pomocą ostrza na platformę roboczą, a następnie na selektywnym przetapianiu kolejnych warstw wytwarzanego elementu za pomocą wiązki lasera, pracującego w bliskiej podczerwieni (długość fali ok. 1064nm). Proces wydruku 3D odbywa się w atmosferze ochronnej, głównie argonowej lub azotowej, w zależności od klasy reaktywności wykorzystywanego stopu. Dla przykładu stopy aluminium oraz tytanu są przetwarzane w osłonie argonu, natomiast mniej reaktywne stale narzędziowe oraz stopy kobaltu i chromu – w atmosferze azotu.

Schemat przedstawia zasadę działania technologii DMLS

Kluczowym aspektem procesu wydruku 3D jest konieczność ciągłego oczyszczania gazu osłonowego z zanieczyszczeń powstających podczas przetapiania. Są to często zanieczyszczenia o porowatej powierzchni i mogą zawierać szczątkowe ilości tlenków metali i uwięzione pęcherzyki gazu. W przypadku kiedy zanieczyszczenie spadnie na przetopioną powierzchnię, a następnie jest pokryte kolejną warstwą proszku, może zostać wtopione w strukturę materiału, powodując wtrącenia o innej gęstości niż materiał stopowy. Jakość warstwowego przetapiania laserowego można więc oszacować głównie na podstawie ilości tego rodzaju defektów na powierzchni przekroju tworzonego materiału. Jeśli system filtracji, profil ekspozycji laserowej i przepływ gazu osłonowego nad powierzchnią proszku nie jest zoptymalizowany, duża ilość defektów w strukturze materiału może spowodować znaczne osłabienie. W aplikacjach, np.  w zakresie medycyny, formierstwa czy lotnictwa, tego typu osłabienia struktury nie mogą mieć miejsca.

W ogólnej zasadzie działania technologia DMLS, SLM (Selective Laser Melting), czy LC (Laser Cusing) są do siebie zbliżone. Powyższa różnorodność nazewnictwa technologii wynika z rejestracji nazw jako znaków handlowych. Także biorąc pod uwagę ograniczenia patentowe, każdy z producentów maszyn SLM lub LC dokonuje opłaty patentowej firmie EOS (jako pierwotnemu twórcy tej metody) korzystając jednocześnie z kilku rozwiązań własnych, które odróżniają jedną opcję technologii od innej. Przykładem może być stosowanie gumki rozprowadzającej proszek w maszynach SLM w zamian za stalowe lub ceramiczne ostrze wykorzystywane w technologii DMLS. W polskiej nomenklaturze technicznej, słowo „Spiekanie” w nazwie DMLS stanowi mylący zwrot, ponieważ w rzeczywistości laser w zupełności przetapia sproszkowany metal, natomiast wpływ ciepła widoczny jest wgłąb detalu, nawet do kilku warstw wstecz.

Dlaczego warto postawić na maszyny DMLS firmy EOS

EOS jest firmą, która wyznacza kierunek rozwoju technologii przetapiania laserowego proszków metali oraz tworzyw sztucznych biorąc pod uwagę oferowaną jakość oraz ilość zainstalowanych systemów, wdrożeń przemysłowych i struktury organizacyjnej. Od 1994r. technologia DMLS przekształca się z technologii szybkiego prototypowania na technologię produkcyjną, dla bardzo wymagających elementów. Poprzez wieloletnią współpracę marki EOS z jej kluczowymi klientami z wielu branż, technologia DMLS jest najchętniej wdrażanym rozwiązaniem produkcji elementów metalowych za pomocą druku 3D.

Przy pomocy maszyn EOS M280 oraz M290 wytwarzane są komponenty do takich elementów, jak silniki lotnicze firmy GE oraz UTC. Dodatkowo kolejne firmy lotnicze takie jak MTU i RolsRoyce przygotowują się do nowych wdrożeń z  udziałem technologii DMLS. Na maszynach EOS od wielu lat produkowane są korony oraz mosty dentystyczne ze stopu CoCrMo zamiast frezowania i odlewów. Maszyny te budują implanty tytanowe oraz implanty projektowane dla indywidualnych pacjentów. Branża narzędziowa wytwarza produkcyjne wkładki z chłodzeniem konformalnym do form wtryskowych oraz ciśnieniowych form odlewniczych, które skracają czas cyklu wtryskowego oraz poprawiają jakość tworzonych części.

Druk 3D Dental w technologii SLM/DMLS/LaserCusing – spieki laserowe/spieki metali i SLA – modele/technologia żywicy światłoutwardzalnej*]

*DMLS (Direct Metal Laser Sintering) to zastrzeżona nazwa niemieckiej firmy EOS (Electro Optical Systems). SLM (Selective Laser Melting) to zastrzeżona nazwa firmy MCP Hek, z której w chwili obecnej mogą korzystać firmy SLM Solutions, MTT i Renishaw, Realizer. Laser Cusing natomiast to zastrzeżona nazwa technologii, której właścicielem jest Concept Laser – firma należąca do Hofmann Innovation Group. Firma EOS i MCP Hek  na początku rozwoju tej technologii używała nazwy SLM równolegle. Jako pierwszy zastrzegł ją jednak MCP co poskutkowało tym, że firma EOS musiała stworzyć własną nazwę – DMLS. Wszystkie te nazwy dotyczą technologii selektywnego spiekania i przetapiania sproszkowanych metali przy pomocy lasera, nanoszonych warstwowo, aż do uzyskania gotowej w pełni wytrzymałej części.

Rapid Prototyping – drukowanie 3D; Selective Laser Melting [SLM/DMLS/LaserCusing]  – spiekanie laserem

Technologia SLA (Stereolithography) polega na odchylaniu wiązki lasera przez system luster, która skanuje powierzchnię płynnej żywicy w miejscu gdzie ma ona zostać utwardzona ( ma powstać model). Powszechnie nazywana technologią stereolitografii – żywicy światłoutwardzalnej.

Wytyczne do kooperacji CAD/CAM – skanowanie/druk/frezowanie 3D w technologiach Dental

[EOS, IMES, ZirkonZahn, MEDIT, EXOCAD, 3Shape, DentalWings – druk 3D Dental w technologii SLM/DMLS/LaserCusing – spieki laserowe/spieki metali i SLA – modele/technologia żywicy światłoutwardzalnej*]

Laboratorium wdrożyło elektroniczny system obsługi pozwalający na bezpieczną komunikację w zamkniętym systemie, chronionym zabezpieczeniami odpowiadającymi zabezpieczeniom systemów bankowych. Kooperacja może się zatem odbywać błyskawicznie, bezpiecznie i w dodatku umożliwiać kooperantom korzystanie ze swoich paneli użytkownika pozwalających na wykorzystywanie dla swoich celów funkcji biznesowych CRM,ERP takich jak archiwizacja  zdarzeń, archiwizacja plików i modeli, powiadomienia,  rozliczenia, raportowanie, wysyłki, reklamacje i inne.

Nie trzeba już wypełniać formularzy tylko wejść na stronę laboratorium albo do swojego panelu i wysłać pliki do produkcji. Resztę zrobi system informatyczny B2B dental24 zapisując wszystko i wysyłając automatycznie powiadomienia o twojej korespondencji do odpowiednich osób. To wszystko odbywa się w systemie SaaS dental24, chronionym najwyższej klasy zabezpieczeniami, certyfikatami oraz kluczami szyfrowania przewyższającymi poziomem zabezpieczenia niektóre systemy bankowe.

W razie wątpliwości czy pytań umożliwiamy natychmiastowy kontakt z działem CAD/CAM, udostępniając linie telefoniczne i kanały komunikacji elektronicznej włącznie ze Skype. Doświadczony zespół w każdej chwili jest w stanie udzielić kompetentnej informacji.

Przygotowanie plików do druku DSLM/SLM

Poniżej zamieszczono wytyczne zaproponowane przez firmę EOS, oraz sugestie naszych techników oznaczone gwiazdką (*), służące do poprawnego przygotowania plików przeznaczonych do druku 3D w technologii DSLM/SLM, oraz obróbki spieku:

 

  • Niektóre oprogramowanie CAD jest przeznaczone dla procesów frezowania. Zaprojektowane pliki mogą mieć dziury w siatce, składać się z kilku siatek i są nieszczelne, nie mogą więc zostać wykorzystane w procesie drukowania DMLS/SLM.

 

  • Praca przeznaczona do druku 3D musi mieć jedną siatkę. Zamkniętą i szczelną.

 

  • Pojedynczy plik .STL nie może składać się z kilku oddzielnych obiektów.

 

  • Najlepszą powierzchnię zapewnia gęsta triangulacja siatki. W przypadku zbyt rzadkiej triangulacji, powierzchnia obiektu może nie być wystarczająco szczegółowa.

 

  • Dopasowanie korony jest uzależnione od triangulacji wewnętrznej powierzchni korony. Dla najlepszej jakości powierzchni modelu należy:

-używać sprayu do skanowania na odbijających światło powierzchniach

-ustawić jakość skanowania na wysoką.

 

* Kierując się doświadczeniem naszych techników, w celu zredukowania ilości błędów w siatce, sugerujemy sprawdzenie ustawień parametrów kątów oraz przestrzeni przy szyjce korony (zamieszczone poniżej). Jest ona elementem szczegółowym i posiada skomplikowaną siatkę, w której może się znajdować wiele przecinających się powierzchni.

 

ustawienia parametrów skanera

 

Mosty i korony- grubość ścianek

Zalecana grubość ścianki w projekcie to 0,5mm. Minimalna grubość ścianki powinna wynosić 0,4mm. W przypadku wartości mniejszej, istnieje ryzyko uszkodzenia elementu w procesie drukowania i podczas dalszej obróbki ręcznej.

projektowanie_koron_i_mostow_pod_DMLS_SLM_1

 

Mosty i korony- przestrzeń na cement 

Wartości dla przestrzeni na cement oraz dodatkowej przestrzeni, są wartościami sugerowanymi. Zazwyczaj, ilość tej przestrzeni jest zależna od kształtu korony oraz preferencji dentysty.

 

projektowanie_koron_i_mostow_pod_DMLS_SLM_2

Mosty i korony- przewężenia

Przewężenia nie powinny być zbyt duże. W przypadku zbyt niskiej wartości, istnieje ryzyko, że ścianki będą mieć powierzchnie zbyt cienkie dla stabilnego procesu drukowania. Podane wartości są zaleceniami firmy EOS i zależą również od używanego oprogramowania.

 

projektowanie_koron_i_mostow_pod_DMLS_SLM_3

Mosty i korony- granice preparacji

Podane wartości są wartościami sugerowanymi przez firmę EOS. Granica preparacji jest zależna od oprogramowania CAD oraz preferencji technika dentystycznego.

 

projektowanie_koron_i_mostow_pod_DMLS_SLM_4

 

Mosty i korony- elementy łączące punkty w przęśle mostu

Grubość łączeń zależna jest od kształtu, ilości punktów oraz powierzchni.

 

EOS zaleca minimalną grubość 6mm² powierzchni przekroju dla przęseł w obszarze zębów przednich oraz 9mm² dla obszaru przedtrzonowców i trzonowców.

 

projektowanie_koron_i_mostow_pod_DMLS_SLM_12

 

Mosty i korony- grubość ceramiki

Projekt podbudowy

Ceramika powinna mieć grubość od 0,8 do 2,0mm. Jeżeli ceramika jest grubsza niż 2mm mogą powstawać pęknięcia na skutek naprężeń wewnętrznych w materiale.

 

projektowanie_koron_i_mostow_pod_DMLS_SLM_5

 

Projekt podbudowy musi być odpowiednio dobrany do kształtu ceramiki w celu uniknięcia grubości ceramiki powyżej 2mm.

 

projektowanie_koron_i_mostow_pod_DMLS_SLM_6

 

Kształt, grubość oraz pozycja łączeń przęseł mostu również musi być odpowiednio dobrana.

Punkt musi być odpowiednio podparty od podstawy przez podbudowę.

 

Przygotowanie powierzchni – napalanie porcelany

 

* Odcinanie supportów

 Spiekane wyroby protetyczne muszą być podpierane podłużnymi strukturami (supportami) podczas laserowego przetopu aby:

– podparcie elementu w czasie produkcji

– zapobiec odkształceniom przetopionego metalu

– odprowadzić ciepło

Każda praca w stanie surowym jest odcinana od platformy wraz ze strukturami podporowymi, które muszą być usunięte aby wyrób został poddany kolejnym etapom obróbki. Struktury podporowe należy usuwać szczypcami profilowanymi bądź kombinerkami. W celu usunięcia supportów, należy  chwycić je szczypcami i  delikatnie skręcić, wyłamując je,

 

 narzędzia

 

Supporty posiadają inne parametry ekspozycji niż elementy protetyczne dzięki czemu są bardziej podatne na wykręcanie/wyłamywanie. Nie należy wyłamywać supportów chwytając za element, gdyż może spowodować to odkształcenie plastyczne, bądź zniszczenie pracy. W przypadku trudności zaleca się uchwycić i wykręcać supporty pojedynczo.

 

  spiek

 

Przygotowanie powierzchni

Powierzchnia wyrobu protetycznego może zostać wykończona wiertłem, frezem z nasypem diamentowym lub węglikiem. Po wykończeniu, powierzchnię należy wypiaskować Koroxem (AlO) o ciśnieniu 3-4bar i oczyścić strugą pary (steamer).

 

Wypalanie ceramiki

Opaquer należy aplikować w dwóch fazach. Pierwsza, cienka warstwa (Washbrand) oraz druga warstwa opaquera. Zmyć pod bieżącą wodą przed zaaplikowaniem kolejnej warstwy ceramiki. EOS zaleca długą fazę chłodzenia (do ok. 600°C). Ceramikę usuwać jedynie mechanicznie. Kwas fluorowodorowy powoduje korozję metalu.

 

Ceramika

Należy używać ceramiki zgodnej z ISO 9693 z temperaturą wypalania do 980°C. Ceramiki z obniżoną temperaturą wypalania są również odpowiednie.

 

Lista ceramik zalecanych przez EOS

 

Veneering material (introduction)

Manufacturer CTE (25-500°C [E-6/K] CTE (25-500°C) of suitable alloys[E-6/K] Firing Temperature Range [°C]

Uwagi

VM 13 Vita 13,1-13,6 13,8-15,2 880-890 Niektórzy z kooperantów zgłaszali problemy z nieprzyleganiem
Omega 900* Vita
Duceram KISS Degudent/ Dentsply 13,0 (25-600°C) 13,8-15,4 890-930
HeraCeram Heraeus Kulzer GmbH 12,7 13,5-14,9 850-880, bonder for non-precious: 980
Vintage Shofu Opaquer: 12,2Dentine: 13,4 13,6-15,0 915-960
Vintage Halo Shofu Opaquer: 13,0Dentine: 12,6 13,4- 14,7 900-950
IPS d.Sign Ivoclar 12,0-12,6 13,5-14,9 830-900
Initial MC GC 13,1/13,3 13,8-14,9 890-980
EX3 Noritake 12,4 13,4-14,5 930-960
Reflex Wieland 13,1 13,8-15,1 880-930
Creation Geller 13,4 13,8-14,9 900-980
Synsspar Jeneric Pentron 13,1 ?? 920-970

**Wykorzystano informacje ze strony www.bibusmenos.pl

 


Systemy komunikacji

Firma umożliwia kooperację we wszystkich najbardziej powszechnych technologiach CAD/CAM.

Dysponuje swoim systemem komunikacji/kooperacji a także jest podłączona do systemów zamkniętych, dedykowanych wybranym produktom.
Poprzez najnowocześniejsze i wszechstronne wyposażenie umożliwia wykonywanie najbardziej skomplikowanych zleceń w możliwie najkrótszym czasie i z najwyższą jakością, popartą odpowiednimi certyfikatami.

3Shape Communicate™

System komunikacji pomiędzy użytkownikami produktów firmy 3Shape

dental24.cooperation

System kooperacji w branży protetyki stomatologicznej umożliwiający bezpieczne i błyskawiczne przesyłanie plików cyfrowych w różnych technologiach. System jest otwarty i przenosi pliki dowolnego rodzaju np. STL. System ten daje także wiele dodatkowych możliwości uatrakcyjniających współpracę.