Главная
АИ #23 (50)
Статьи журнала АИ #23 (50)
Профессиональное прототипирование с помощью 3D FDM печати

Профессиональное прототипирование с помощью 3D FDM печати

Рубрика

Материаловедение

Ключевые слова

модель
моделирование
печать
принтер
пластик
прототип
исследование
техника
технологии

Аннотация статьи

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.

Текст статьи

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.

Список литературы

  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].

Поделиться

2146

Ананьев А. Д. Профессиональное прототипирование с помощью 3D FDM печати // Актуальные исследования. 2021. №23 (50). С. 20-22. URL: https://apni.ru/article/2569-professionalnoe-prototipirovanie-s-pom-3d-fdm

Похожие статьи

Актуальные исследования

#30 (212)

Прием материалов

20 июля - 26 июля

осталось 4 дня

Размещение PDF-версии журнала

31 июля

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

13 августа