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.
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.
