Профессиональное прототипирование с помощью 3D FDM печати
научный журнал «Актуальные исследования» #23 (50), июнь '21

Профессиональное прототипирование с помощью 3D FDM печати

В современном техническом мире быстрое прототипирование объектов играет очень важную роль для качественной разработки конечной продукции. Использование технологии 3D FDM печати на профессиональных 3D принтерах в настоящее время получает очень широкое распространение. Данная технология позволяет быстро получить прототип объекта из широкого ряда материалов на основе различных пластиков.

Аннотация статьи
прототип
моделирование
модель
техника
технологии
исследование
печать
принтер
пластик
Ключевые слова

Введение

FDM (Fused Deposition Modeling) – метод послойного наплавления с использованием пластиковой нити или гранул. Принцип работы FDM-принтера основан на изготовлении объекта путем послойного нанесения предварительно расплавленного гранулированного пластика или расплавленной пластиковой нити. Другое название этой технологии – FFF (Fused Filament Fabrication).

Классическая схема таких принтеров представлена на рисунке 1.

https://iqb.ru/upload/iblock/316/316e1fa5600a9b442a82cc95fd74be9e.jpg

Рис. 1. Схема 3D FDM принтера

Современные принтеры технологии 3D FDM.

Современные технологии 3D печати позволяют в краткий срок создавать высокоточные изделия различной степени сложности. Материалы, из которых создаются изделия, в настоящее время активно разрабатываются: уже существует внушительный перечень различных материалов – от бытовых филаментов до высокотемпературных высокопрочных инженерных пластиков для создания изделий, работающих под высокой нагрузкой и устойчивых к широкому спектру внешних воздействий.

В качестве примера принтеров, способных работать с такими инженерными материалами, можно привести отечественные принтеры компании Picaso 3D. Флагманские модели принтеров этой компании способны работать со всеми существующими материалами для 3D печати, обеспечивая прекрасную точность и повторяемость получаемых изделий (рис. 2).

Рис. 2. Флагманские модели 3D принтеров компании Picaso 3D

Для понимания качества получаемых изделий, имеет смысл привести цифровые данные для данных принтеров. Для Picaso Designer X PRO:

Область печати – 200х200х210 мм;

Допустимая толщина слоя – 0.01..0.6 мм;

Точность позиционирования – 11 мкм;

Максимальная температура сопла – 410 °C.

Полностью закрытая камера печати со своим собственным точно настраиваемым микроклиматом позволяет печатать крайне требовательными к температурному режиму печати пластиками, например, поликарбонатом PC.

Современные материалы для технологии 3D FDM.

PLA пластик, он же полилактид, считается самым безопасным и распространенным пластиком для 3D печати. Пластик абсолютно не токсичен, так как делается из переработанных натуральных продуктов. Не требователен к принтеру, не дает усадки. Минусом является низкая температура размягчения, низкая механическая прочность и низкая стойкость к УФ излучению.

ABS пластик. Прекрасный пластик для печати изделий, работающих под небольшой нагрузкой, является ударопрочным пластиком, так же очень дешевый. К минусам можно отнести токсичность, требовательность к режиму печати, достаточно большую усадку после печати.

Гибкие пластики: Flex, EasyFlex, Rubber. Мягкие резиноподобные пластики, стойкие к деформации. Позволяют печатать изделия, в которых нужна подвижность, например, виброопоры.

Поликарбонат, PC. Один из самых прочных материалов для 3D печати. Прозрачный, выдерживает очень большую механическую нагрузку, стойкий к внешним воздействиям. Однако, в печати крайне сложен. Для печати этим материалом требуется полностью закрытая камера печати с правильной продувкой, специальные средства для хорошей адгезии к столу 3D принтера. Так же материал обладает очень большой усадкой и гигроскопичностью.

Пластики с различным наполнением: дерево, металл, керамика, углеволокно. Используют в качестве базы либо PLA, либо ABS пластики, в которые добавляется мелкодисперсная стружка необходимого материала. Конечное изделие приобретает внешний вид и некоторые свойства добавленных материалов. Для печати такими материалами необходимо стальное сопло, так как стандартные латунные сопла растачиваются материалом.

ULTRAN, PEEK, TOTAL, FRICTION и т.д. – это специализированные инженерные пластики для печати изделий, работающих с очень большой механической нагрузкой. Выдерживают высокую температуру, стойки к воздействиям внешней среды.

Области применения технологии 3D FDM.

В настоящее время основными пользователями данной технологии являются компании, занимающиеся разработкой и производством электронной аппаратуры, автомобильная и авиационная промышленность, медицина, искусство.

Определенную роль в современном обществе в становлении инженеров играют ЦМИТы, которые используют данные принтеры для обучения молодых специалистов.

Доступность простых моделей 3D принтеров позволяет работать на таком оборудовании в домашних условиях, применяя ее для абсолютно любых задач.

Текст статьи
  1. Официальный сайт компании Picaso 3D [https://picaso-3d.ru/ru/].
  2. База данных компании Top 3D Shop [https://top3dshop.ru/wiki/].
  3. Энциклопедия 3D печати [https://3dtoday.ru/wiki].
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 19 июня по 25 июня
Осталось 6 дней до окончания
Публикация электронной версии статьи происходит сразу после оплаты
Справка о публикации
сразу после оплаты
Размещение электронной версии журнала
29 июня
Загрузка в eLibrary
29 июня
Рассылка печатных экземпляров
07 июля