FDM 3D-печать

Принцип работы, плюсы и минусы в сравнении с другими технологиями

Что такое FDM и как это работает

Технология FDM или FFF подразумевает создание объектов при помощи послойного нанесения расплавленного материала, который поставляется в прутке намотанном на катушку. FDM дословно расшифровывается - fused deposition modeling или технология послойного наплавления. Звучит сложно, но на самом деле технология очень проста. По сути, это как клеевой пистолет с термоклеем, слои наращиваются путём наплавления материал на предыдущий слой.

Отличия этой технологии от других: широкий выборор материалов и цветов, повышенная прочность, экологичность, твердость, устойчивость изделий к различным химическим материалам и климату.

Усадка у разных материалов разная. Компенсацию усадки мы сделаем сами, чтобы Ваша модель получилась в нужный размер. Но механическая доработка отверстий обычное дело, они получаются не совсем круглые, в некоторых случаях чуть вытянуты, или круглые, но со следами от поддержек.

Величина слоя в данной технологии допустима от 0,06мм до 0,8мм. Стандартом считается слой 0,2-0,25мм.

Величина солпа из которого давится пластик - от 0,2мм до 1,2мм. Стандартом считаются сопла 0,4-0,5мм.

Первый слой. Поверхность печатной платформы может быть шероховатой или быть абсолютно плоской, в зависимости от необходимости заказчика. На поверхность платформы, для хорошей атгезии и исключения отлипаний во время печати, наносится специальный клей, который может оставаться на нижнем слое напечатанной модели в виде белёсого налёта который можно устранить. Для максимальной красоты рекомендуется на стороне от которой начнется печать по углам делать не скругления, а фаску 0,5-1мм.

Места нависаний выше 40 градусов необходимо укладывать на поддержки, так как горячий пластик печатающийся в воздухе эластичен и на готовом изделии без поддержек будут провисания. Вместо скруглений, растущих снизу, лучше делать фаску, так как к скруглениям нужны поддержки, а они ухудшат внешний вид и потребуют снятия и механической обработке.

Зазоры и допуски. Для сборки смежных элементов нужно выставлять зазор между деталями по стороне 0,2мм для плотной посадки, и 0,35мм для свободно посадки.

Нарезание резьбы в материале допускается, но часто раскручивать такое соединение не стоит, оно будет ослабевать. Лучше использовать вплавляемые латунные втулки, в которые бесконечное количество раз можно закручивать винты без опасений за резьбу.

Удешевить стоимости печати можно. В первую очередь это зависит от материала и скорости печати. Чем тоньше настройки и крупнее деталь - тем дольше печатается изделие. Сократить время печати и массу материала можно путём уменьшения внутреннего заполнения в изделии. Заполнение подбирается в зависимости от потребностей. Существует много видов заполнения под разные нужды. Совсем без заполнения (пустотелые) модели, печатать во многих случаях нельзя, но если мы обнаружим такую возможность - обязательно сообщим об этом. Противоположное, 100% заполнение тоже применяется редко, так как это излишне при учете прочности этих материалов, и может способствовать деформации или отлипанию изделия из-за усадки материала.

Процедуры для получения готового изделия.

Работа с моделью

Допустим модель уже нарисована и её передали на печать.

Первым делом проверяется возможность печати, ошибки и пустоты в модели, возможность оптимизировать модель под 3D-печать,

Создание управляющей программы

Готовая модель загружается в программу-слайсер.

Выбирается тип материала, выставляются настройки слоя, скорости и температуры.

По итогу получаем информацию по массе изделия включая поддержки, время печати и стоимость печати. Кроме того есть возможность посмотреть по слоям, как будет печататься модель, как укладывается заполнение, где есть нависания под которые лучше установить поддержки.

Устанавливаем компенсацию усадки.

Размножаем деталь до нужного количества.

Сохраняем управляющую программу.

Подготовка принтера к печати

- Включаем принтер, проверяем показания датчиков температуры.

- Отмываем спиртом печатную платформу от остатков клей и следов пластика предыдущей печати.

- Включаем нагрев печатной платформы, сопла, и камеры печати если это требуется.

- Меняем сопло на нужный нам размер и материал.

- Меняем материал. Ставим нужный, продавливая им остатки старого материала из нагревательного блока и сопла.

- Наносим на печатную платформу специальный клей для того, чтоб модель надежно прилипла

- Загружаем управляющую программу в принтер.

Запуск печати, печать и снятие модели

Выбираем созданную управляющую программу и подтверждаем запуск в печать. По достижению необходимых температур, принтер начнет печатать первый слой, от правильной укладки которого будет зависеть результат печати. За первым слоем нужно обязательно проследить, чтобы материал хорошо прилипал к платформе, между линиями небыло зазоров и избытка пластика, чтобы скорости соответствовали температуре и не вызывали сложностей у кинематики принтера.

Печать проходит без вмешательств, если будет достаточно пластика, корректно уложенный первый слой, в катушке с пластиком не будет петель, не будет засора печатной головки, не будет отключения электричества.

По завершению печати принтер выключит нагрев и платформа будет остывать. Чем больше она остынет, тем проще будет снимать изделие. Резкие перепады температур могут повлечь неконтролируемую усадку (в морозилку лучше не класть, чтоб быстрее остыла).

Обработка модели после печати

Сперва необходимо удалить всё лишнее - это кайма и поддержки.

Затем механически обрабатываются места крепления поддержек, места крепления к платформе, посадочные места и отверстия. Если хотите гладкую поверхность без шероховатости, чтоб не видно было слоёв - нужно шкурить. Чтобы предать изделию вид глянцевой поверхности, приближенной к поверхностям после литья в форму под давлением, необходимо обработать химическими растворителями. Их можно наносить кистью или поместить в камеру с нагреванием для испарения растворителя на изделие. Для разных пластиков используются разные типы растворителей.

Покраска изделия

Для покраски на подготовленную поверхность наносится грунтовка, мы используем акриловую грунтовку и краски. После высыхания можно приступить к раскрашиванию изделия.

Типы пластиков для FDM

PLA пластик - биоразлагаемый пластик

Пластик созданный на основе кукурузного крахмала. Идеален для печати протатипов, форм для заливки и других изделий, использование которых не предполагает использование более трёх лет. По истечению трёх лет изделие начнет самоуничтожаться не насося вреда окружающей среде и природе.
К минусам материала можно отнести легкоплавкость. Изделие начинает плавиться под открытым солнцем в летние жаркие дни. Даже без попадания прямых лучей солнца, на застеклённом балконе в жаркий день, может начать плыть геометрия фигуры.
Так же материал плохо обрабатывается механическим образом, но хорошо обрабатывается химическим путём.

PETG пластик - пищевой пластик широко применяемый в быту.

Пластик из которого производятся бутылки, тарелки, миски и другие пластиковые изделия, которые вы ежедневно используете. Пластик весьма прочный, вибростойкий.

Используется как для хранения пищевых изделий так и для деталей средств передвижения, таких как велосипеды, самокаты, автомобили, водно-моторый транспорт.

ABS пластик - самый распространённый тип пластика.

Аббревиатура от Акрилонитрил, Бутадиен, Стирол + пластик. В меру прочный. На изгиб не лопается, а белеет. Хорошо обрабатывается любым механическим путём, а так же химическими растворителями.

Композитные пластики

ABS-GF4 - Композит на основе армированного 4% рубленным стекловолокном. Обладает улучшенными прочностными свойствами и приятной фактурой финишной поверхности распечатки.

ABS-GF8 - Примерно тоже самое, но 8%

ABS-PA - ABS в состав которого входит полиамид, препятствующий истиранию детали. Очень сложная механическая обработка. С

Titan - Прочный, твёрдый материал выдерживающий 100 градусную температуру.

Воск

Печать воском применяется для литья. изделия получаются хрупкие и не любят температуры выше 30 градусов. Суть этого материала, что по технологии для литья используется выжигание модели в гипсовой форме и благодаря полному выгоранию воска, не остаётся осадка, залы и других частиц, которые могут испортить результат отливки.

Nylon

Прочный, устойчивый к истиранию материал. Плохо обрабатывается механическим способом. Тонкая линия этого материала может растягиваться и изгибаться без повреждений изделия. При толстой стенке изгибов и растяжений вы не заметите, прочность будет велика.

TPU пластик

Мягкий, резиноподобный материал имеющий несколько типов твердости, измеряемой по Шору, как в силиконах. В зависимости от потребности подберём необходимую твёрдость. Из этого материала можно изготавливать защитные чехлы, прокладки, демпферы, кейсы, покрышки для моделей автомобилей, подошвы и прочие мягкие изделия.

Контакты

г. Санкт-Петербург, проспект Косыгина 11 корпус1