Наше оборудование

Мы используем для 3D-печати принтер известной аме­ри­кан­с­кой марки MakerBot replicator 2X. Данный принтер имеет 2 печатающие головки, что по­зво­ля­ет производить модели сразу двумя цветами. Максимальная область печати устройства составляет 250×160×150 мм, а толщина слоя при печати 0,1 мм. Принтер печатает методом послойного наплавления нити (FDM).

Моделирование методом наплавления (FDM)

Общая информация

Моделирование методом послойного наплавления (англ. Fused deposition mo­de­ling – FDM) — технология аддитивного производства, широко используемая при создании трехмерных моделей, при прототипировании и в промышленном про­из­вод­с­тве. Технология FDM подразумевает создание трехмерных объектов за счет на­не­се­ния последовательных слоев материала, повторяющих контуры цифровой мо­де­ли. Как правило, в качестве материалов для печати выступают тер­мо­плас­ти­ки, поставляемые в виде катушек нитей или прутков. Из-за этого объектам пе­ча­ти свойственна ребристая поверхность градацией от 0,1 до 0,3 мм, в за­ви­си­мос­ти от выбранного качества. Образцы напечатанных изделий для оценки качества можно посмотреть в на­шем офисе.

Процесс

Производственный цикл начинается с обработки трехмерной цифровой мо­де­ли. Модель в формате STL делится на слои и ориентируется наиболее под­хо­дя­щим образом для печати. При необходимости генерируются поддерживающие структуры, необходимые для печати нависающих элементов. Некоторые ус­т­рой­ст­ва позволяют использовать разные материалы во время одного про­из­вод­ст­вен­но­го цикла. Например, возможна печать модели из одного материала с печатью опор из другого, легкорастворимого материала, что позволяет с лег­костью удалять поддерживающие структуры после завершения процесса пе­ча­ти. Альтернативно, возможна печать разными цветами одного и того же вида плас­ти­ка при создании единой модели. Изделие, или «модель», производится выдавливанием («экструзией») и на­не­се­ни­ем микрокапель расплавленного термопластика с формированием по­сле­до­ва­тель­ных слоев, застывающих сразу после экструдирования. Пластиковая нить разматывается с катушки и скармливается в экструдер — уст­рой­ст­во, оснащенное механическим приводом для подачи нити, на­гре­ва­тель­ным элементом для плавки материала и соплом, через которое осуществляется непосредственно экструзия. Нагревательный элемент служит для нагревания сопла, которое в свою очередь плавит пластиковую нить и подает рас­плав­лен­ный материал на строящуюся модель. Как правило, верхняя часть сопла на­о­бо­рот охлаждается с помощью вентилятора для создания резкого градиента тем­пе­ра­тур, необходимого для обеспечения плавной подачи материала. Экструдер перемещается в горизонтальной и вертикальной плоскостях под кон­т­ро­лем алгоритмов, аналогичных используемым в станках с числовым про­грамм­ным управлением. Сопло перемещается по траектории, заданной си­сте­мой автоматизированного проектирования («САПР» или «CAD» по анг­ло­я­зыч­ной терминологии). Модель строится слой за слоем, снизу вверх. Как правило, экс­тру­дер (также называемый «печатной головкой») приводится в движение пошаговыми моторами или сервоприводами. Наиболее популярной системой координат, применяемой в FDM, является Декартова система, построенная на прямоугольном трехмерном пространстве с осями X, Y и Z. Альтернативой яв­ля­ет­ся цилиндрическая система координат, используемая так называемыми «дель­та-роботами». Технология FDM отличается высокой гибкостью, но имеет определенные ог­ра­ни­че­ния. Хотя создание нависающих структур возможно при небольших углах наклона, в случае с большими углами необходимо использование ис­кус­ст­вен­ных опор, как правило, создающихся в процессе печати и отделяемых от мо­де­ли по завершении процесса. В качестве расходных материалов доступны всевозможные термопластики и ком­по­зи­ты, включая ABS, PLA, поликарбонаты, полиамиды, полистирол, лигнин и многие другие. Как правило, различные материалы предоставляют выбор баланса между определенными прочностными и температурными ха­рак­те­рис­ти­ка­ми.

Применение

Моделирование методом послойного наплавления (FDM) применяется для быстрого прототипирования и быстрого производства. Быстрое про­то­ти­пи­ро­ва­ние облегчает повторное тестирование с последовательной, пошаговой модернизацией объекта. Быстрое производство служит в качестве недорогой альтернативы стандартным методам при создании мелкосерийных партий. Среди используемых материалов числятся ABS, полифенилсульфон, по­ли­кар­бо­нат и полиэфиримид. Эти материалы ценятся за термостойкость. Некоторые варианты полиэфиримида, в частности, обладают высокой огнеупорностью, что делает их пригодными для использования в аэрокосмической отрасли. FDM является одним из наименее дорогих методов печати, что обеспечивает растущую популярность бытовых принтеров, основанных на этой технологии. В быту 3D-принтеры, работающие по технологии FDM, могут применяться для создания самых разных объектов целевого назначения, игрушек, украшений и сувениров.