Fdm печать что это

Fdm печать что это

FFF (Fused Filament Fabrication) аналогичная технология трехмерной FDM печати, при которой построение объекта идет за счет расплавления нити пластика, которая через экструдер подается на рабочую поверхность. Была разработана американской компанией Stratasys в 1988 году.

Представляете себе процесс выдавливания крема для торта из кулинарного шприца? Если да, то вы легко поймете этот метод: “печатающая” головка выдавливает жидкий материал слой за слоем, перемещаясь свободно как в плоскости слоя, так и по вертикали. Технология была изобретена в конце 80-х годов Скотом Крампом, который позже запатентовал ее и основал компанию Stratasys.

материала обычно служит катушка с пластиковой нитью. Через головку и специальное сопло нить подается на платформу, создавая твердое тело модели. Микропроцессор включает или выключает подачу материала, а также управляет движением головки в пространстве по трем координатам. Вдобавок, головка нагревает материал, чтобы материал был пластичным и как бы “вклеивался” в уже наплавленную субстанцию.

Как любой другой метод 3д печати, метод послойного наплавления начинается с подготовки компьютерной трехмерной модели. Программа Stratasys загружает модель в формате stl и далее анализирует ее во всех сечениях и рассчитывает алгоритм наплавления. Кроме того, рассчитываются необходимые поддерживающие структуры. Эти элементы поддерживают отрицательные поверхности, арки и любые нависающие части фигуры.

После того, как модель напечатана, поддерживающие структуры удаляются. Для того, чтобы могли быть удалены, их изготавливают из другого материала, который растворяется при погружении объекта в ванну со специальным раствором. Использование разных сортов материала для объекта и для поддержки необходимо для достижения высокого качества печати, что соответствующим образом сказывается на цене. , если нет особых требований к качеству продукции, и есть потребность уменьшить ее стоимость, иногда используют одинаковый материал.

В FDM технологии используются промышленные термопластики, которые выдерживают высокие температуры и механические нагрузки. Однако чаще всего при данном методе 3d печати применяется ABS-пластик как наиболее надежный и универсальный материал. Его температура плавления, с одной стороны, достаточно высока, чтобы избежать деформации под воздействием небольших температур в применяемых областях, но, с другой стороны, температура вполне достижима внутри печатающей головки.

Для 3D печати данным методом применяют, но значительно реже: поликарбонаты, поликапролактоны, полифенилсульфоны, парафиноподобные соединения.

FDM (Fused deposition method) – моделирование методом осаждения расплавленной нити (послойного наплавления). Технология относится к экструзионному типу 3d-печати и равноценна по смыслу и назначению методу FFF. [1]

Моделирование методом послойного наплавления (FDM) – технология аддитивного производства, широко используемая при создании трехмерных моделей (самый популярный метод 3d-печати в настоящее время), при прототипировании и в промышленном производстве.

Данная технология подразумевает создание трехмерных объектов за счет нанесения последовательных слоев материала, повторяющих контуры заданной цифровой модели. Как правило, в качестве материалов для печати выступают термопластики, поставляемые в виде катушек нитей (филаментов) или прутков.

Суть FDM метода 3dp:

Сложные объекты создаются из расплавленного пластика, выдавленного через сопло 3д-принтера. Намотанная на катушку пластиковая нить (или даже металлический провод), разматываясь, подаётся в экструзионное сопло, при этом управляемый компьютером механизм перемещает само сопло или объект (или оба) вдоль трёх осей. После выдавливания (экструзии) материал моментально затвердевает. Для всех этих перемещений, также как и для подачи нити в экструдер, обычно используются шаговые двигатели или сервомоторы. [1]

Читайте также:  Что такое брелок безопасности diablo 3

FFF метод печати

Технология FDM была разработана С. Скоттом Крампом, запатентована в конце 1980-х и вышла на комер­чес­кий рынок в 1990 году. Принято считать, что именно с этого момента началась история 3d-печати, как самостоятельного технологического метода.

Оригинальный термин “Fused Deposition Modeling” и соответствующая аббревиатура – FDM являются торговыми марками компании Stratasys, основанной Крампом. Энтузиасты 3D-печати, участники проекта RepRap, придумали для использования в обход юридических ограничений аналогичный термин “Fused Filament Fabrication”FFF, если коротко.

Метод FFF определяется следующим образом: капля одного расплавленного материала (пластика, воска, металла и т.д.) накладывается поверх или рядом с тем же материалом, совершая соединение (нагревом и прилипанием). [1]

Аддитивное производство или 3D-печать снижают затраты, экономят время и выходят за пределы производственных процессов. Технологии 3D-печати предлагают универсальные решения в самых разных областях: от концептуальных моделей и функциональных прототипов, различных вещей бытового назначения, до приспособлений, деталей используемых в производстве.

За последние несколько лет 3D-принтеры с высоким разрешением стали более доступными, простыми в использовании и более надежными. В результате технология стала доступной для большего числа компаний, но выбор между различными конкурирующими решениями для 3D-печати может быть затруднен.

Какая технология подходит для вашего конкретного производства или дела? Какие материалы доступны? Какое оборудование и обучение вам нужно, чтобы начать? Как насчет затрат и возврата инвестиций?

В этой статье мы познакомимся с тремя наиболее распространенными технологиями для 3D-печати пластиком: моделирование методом послойного наплавления (FDM ), стереолитография (SLA ) и селективное лазерное спекание (SLS ) .

Моделирование методом послойного наплавления (FDM )

Моделирование методом послойного наплавления является наиболее широко используемой формой 3D-печати на бытовом и домашнем уровне, чему способствует появление любителей и энтузиастов 3D-печати. 3D-принтеры FDM изготавливают детали путем наплавления экструзии термопластичной нити, которую сопло принтера наносит слой за слоем в области печати.

FDM работает с рядом стандартных термопластов, таких как ABS, PLA и их различными смесями. Этот метод хорошо подходит для базовых моделей, а также для быстрого и недорогого создания прототипов простых деталей.

Отпечатки изготовленные на FDM принтерах имеют видимые линии слоев, могут быть неточности вокруг сложных элементов, а так же многое зависит от качества настройки и периодичности обслуживания ввиду износа основных механизмов. Этот пример был напечатан на промышленном 3D-принтере Stratasys uPrint FDM с растворимыми подложками (машина стоимостью от 15 900 долл. США.

FDM имеет самое низкое разрешение и точность по сравнению с SLA или SLS и не является хорошим вариантом для печати деталей со сложной геометрической формой и высоким требованиям к качеству поверхности и точности изготовления. Улучшить качество поверхности поможет химическая (ацетон и другие растворители) и механическая полировка. В промышленных FDM 3D-принтерах используются растворимые поддержки для устранения некоторых проблем и предлагается более широкий ассортимент конструкционных термопластов, но они также стоят дорого.

Читайте также:  Перьевые ручки pierre cardin отзывы

Стереолитография (SLA )

Стереолитография была первой в мире технологией 3D-печати, изобретенной в 1980-х годах, и до сих пор остается одной из самых популярных технологий для профессионалов. В SLA принтерах используется лазер для отверждения жидкой фотополимерной смолы в затвердевшую пластмассу, этот процесс называется фотополимеризацией.

Детали SLA имеют высочайшее разрешение и точность, четкие очертания детали и гладкую поверхность, но главное преимущество SLA заключается в его универсальности. Производители материалов создали инновационные составы смол SLA с широким спектром оптических, механических и термических свойств, которые соответствуют свойствам стандартных, технических и промышленных термопластов.

Детали SLA имеют острые края, гладкую поверхность и минимальные видимые линии слоев. Этот пример был напечатан на настольном 3D-принтере Formlabs Form 2 SLA (машина по цене $ 3499).

SLA — отличный вариант для высокодетализированных прототипов, требующие жестких допусков и гладких поверхностей, таких как формы, узоры и функциональные детали. SLA широко используется в различных отраслях промышленности: в области машиностроения и проектирования различных прототипов, в стоматологии , ювелирном деле и в образовательных целях.

Селективное лазерное спекание (SLS )

Селективное лазерное спекание является наиболее распространенной технологией аддитивного производства для промышленного применения.

В 3D-принтерах SLS используется мощный лазер для плавки мелких частиц полимерного порошка. Порошок поддерживает деталь во время печати и устраняет необходимость в специальных опорных конструкциях. Это делает SLS идеальным для сложной геометрии, включая детали с внутренними полостями, тонкими стенками и сложными нестандартными элементами. Детали, изготовленные с использованием SLS-печати, обладают превосходными механическими характеристиками, прочность которых напоминает прочность литых изделий.

Детали SLS имеют слегка шероховатую поверхность, но практически не имеют видимых линий слоев. Этот пример был напечатан на настольном 3D-принтере Formlabs Fuse 1 SLS (машина стоимостью от 9 999 долларов).

Наиболее распространенным материалом для селективного лазерного спекания является нейлон (полиамид ), популярный инженерный термопласт с превосходными механическими свойствами. Нейлон легкий, прочный и гибкий, а также устойчив к ударам, химическим веществам, нагреву, ультрафиолетовому излучению, воде и грязи.

Сочетание низкой цены на деталь, высокой производительности и качественных материалов делает SLS популярным выбором среди инженеров для функционального прототипирования и экономически выгодной альтернативой инжекционному литью для ограниченного производства.

Сравнение 3d технологии FDM, SLA и SLS

Каждая технология 3D-печати имеет свои сильные и слабые стороны, требования, подходит для различных приложений и предприятий. В следующей таблице приведены некоторые ключевые характеристики данных технологий.

Функциональное создание прототипов
Шаблоны, формы и инструменты
Стоматологические применения

Изготовление ювелирных изделий

Моделирование методом наплавления (FDM ) Стереолитография (SLA ) Селективное лазерное спекание (SLS )
Разрешение ★★ ☆☆☆ ★★★★★ ★★★★ ☆
Точность ★★★★ ☆ ★★★★★ ★★★★★
Качество Поверхности ★★ ☆☆☆ ★★★★★ ★★★★ ☆
Пропускная способность ★★★★ ☆ ★★★★ ☆ ★★★★★
Комплексные проекты ★★★ ☆☆ ★★★★ ☆ ★★★★★
Простота использования ★★★★★ ★★★★★ ★★★★ ☆
Плюсы Недорогие потребительские машины и материалы Отличное качество
Высокая точность
Гладкая поверхность
Широкий диапазон функциональных применений
Прочные детали
Свобода проектирования
Нет необходимости в опорных конструкциях
Минусы Низкая точность
Низкое качество детали
Ограниченная совместимость дизайна
Средний объем сборки
Чувствителен к длительному воздействию ультрафиолета
Грубая поверхность
Ограниченные варианты материала
Применение Недорогое быстрое прототипирование.
Основные проверенные модели
Функциональное прототипирование.
Нестандартное производство
Объем печати До

200 х 200 х 300 мм (настольные 3D-принтеры)

До 145 х 145 х 175 мм (настольные 3D-принтеры) До 165 х 165 х 320 мм (настольные 3D-принтеры)
Материалы Стандартные термопласты, такие как ABS, PLA и их различные смеси. Разные фотополимерные смолы (термореактивные пластики). Стандартный, инженерный (ABS -подобный, PP-подобный, гибкий, термостойкий), литьевой, стоматологический и медицинский (биосовместимый ). Инженерные термопластики. Нейлон 11, Нейлон 12 и их композиты.
Повышение квалификации Простое обучение настройке сборки, эксплуатации машины и отделке; не сложное обучение по обслуживанию Подключи и играй. Незначительное обучение настройке сборки, техническому обслуживанию, эксплуатации и отделке машины. Умеренное обучение настройке сборки, техническому обслуживанию, эксплуатации и отделке машины.
Требования к помещению Желательно индивидуальная вентиляция для настольных машин ввиду испарений от нагретого пластика Настольные машины подходят для офисной и домашней среды Рабочая среда с умеренными требованиями к пространству для настольных систем
Вспомогательное оборудование Система снятия опор для станков с растворимыми опорами (опционально автоматизирована), чистовые инструменты. Станция доотверждения, станция мойки (опционально автоматизирована), инструменты для отделки. Станция постобработки для очистки деталей и восстановления материалов.
Читайте также:  Скайп не видит интернет соединение

Затраты и возврат инвестиций

В конечном счете, вы должны выбрать технологию, которая наиболее подходит для вашего бизнеса. В последние годы цены значительно упали, и сегодня все три технологии доступны в компактных и доступных системах.

Расчет затрат не заканчивается первоначальными затратами на оборудование. Материальные и трудовые затраты оказывают существенное влияние на стоимость каждой детали в зависимости от области применения и ваших производственных потребностей.

Вот подробная разбивка по технологиям:

Плавленое моделирование осаждения (FDM ) Стереолитография (SLA ) Селективное лазерное спекание (SLS )
Расходы на оборудование Самые простые аппараты можно приобрести за 100 — 300 USD. Настольные принтеры среднего класса стоят от 2000 долларов, а промышленные системы — от 15 000 долларов. Профессиональные настольные принтеры стоят от 3500 долларов, а крупные промышленные машины — от 80000 долларов. Настольные системы стоят от 10 000 долларов, а промышленные принтеры — от 100 000 долларов.
Материальные затраты 20–150 долл. США / кг на большинство стандартных и конструкционных нитей и 100–200 долл. США / кг на вспомогательные материалы. 100-200 долл. США / л для большинства стандартных и технических смол. $ 100 / кг за нейлон. SLS не требует опорных конструкций, и неиспользованный порошок можно использовать повторно, что снижает материальные затраты.
Постобработка Ручное удаление опор (может быть в основном автоматизировано для промышленных систем с растворимыми опорами). Для качественной отделки требуется длительная постобработка. Мытье и последующее отверждение (оба могут быть в основном автоматизированы). Простая пост-обработка для удаления отметок поддержки. Простая очистка для удаления лишнего порошка.

Прототипы оправы лыжных очков, напечатанные по технологии FDM, SLA и SLS (справа на лево).

Ссылка на основную публикацию
Faster charging technology samsung
Кирилл Сергеев Подбираем аксессуар для быстрой зарядки смартфона и стараемся не ошибиться. Идея для этого материала появилась у меня в...
Adblock detector