Напечатать на 3d принтере деталь: Изготовление деталей на 3D принтере. 3D печать деталей в Москве, Санкт-Петербурге и всей РФ

Содержание

Как сделать деталь, напечатанную 
на 3D-принтере, более прочной

 

Как нам всем хорошо известно, детали, напечатанные на обычном домашнем 3D-принтере, получаются не такими прочными и служат не так долго, как оригинальные. Мы подумали, что было бы здорово научиться как-нибудь укреплять напечатанные детали, и немного над этой идеей поработали.

Такие более прочные детали позволят нам использовать их в реальном деле, при высокой нагрузке. Тогда, вместо того чтобы искать оригинальные детали на замену сломавшимся в гаджетах, роботах, машинах, механических игрушках или для любого разрабатываемого проекта, мы сможем просто напечатать их.

Необходимость в разработке такого руководства возникла у автора тогда, когда он купил на eBay велосипедные подвесные сумки. Одну для подруги, другую для себя. Крепление сумок подразумевало, что руль имеет толщину в один дюйм (2,54 см), и едва подходило к женскому велику. Руль же мужского велосипеда имел диаметр 3,15 мм, и на него крепление не налезало.

Поэтому появилась мысль изготовить деталь по размеру соответствующего крепления, напечатав ее на 3D-принтере.

Шаг 1. Требующаяся деталь

Вот узел, который нужно воспроизвести на 3D-принтере.

Чтобы что-то напечатать, для начала требуются файлы 3D-модели. Их, соответственно, нужно найти и скачать в интернете или же разработать самостоятельно. Второй вариант представлялся единственно возможным, поскольку готовых 3D-моделей для такой специфической детали найти невозможно, и нужно было модифицировать ту, которая имелась, так, чтобы она налезала на руль.

Однако всем прекрасно известно, что напечатанные на 3D-принтере детали прочностью не отличаются. Напечатанный обычным способом данный узел получился бы не настолько прочным, чтобы надежно держать тяжелую сумку на тряской дороге. Тогда возникла мысль как-то укрепить эту деталь, придав ей достаточно прочности.

Автор несколько лет занимался судомоделированием и имел возможность убедиться, насколько слои стекловолокна и эпоксидки делают более крепкими даже тонкие фанерные детали, в результате чего они без проблем выдерживают высокие нагрузки.

Поэтому и в данной работе было решено задействовать стекловолокно и эпоксидный клей-смолу.

Первоначально планировалось снять чертеж детали, внести необходимые изменения по размерам и покрыть все стекловолоконной тканью с эпоксидным клеем. Итак, приступим к моделированию.

Шаг 2. Проект первый

Деталь должна быть такой. Все размеры подогнаны, всё в целом увеличено и утолщено. Увеличены и поверхности, чтобы на них можно было наклеить стекловолокно.

Кроме того, на каждой из сторон предусмотрены желобки, чтобы заполнить их эпоксидкой для придания еще большей прочности. Смоделированы также сквозные отверстия, чтобы части узла было проще соединять друг с другом и чтобы стекловолокно и смола соединяли их изнутри.

Деталь напечатана на принтере Up и проверена на предмет того, подходит ли она по размерам.

Тип заполнения выбран решетчатый, что позволило оставить достаточно пустого пространства внутри детали. В обычной ситуации это уменьшает прочность, но сделано это было сознательно. В детали просверлено еще несколько отверстий, чтобы позволить эпоксидному клею проникнуть внутрь и укрепить ее.

Шаг 3. Нанесение стекловолокна и эпоксидного клея на первый проект

Это самая грязная часть работы. С эпоксидкой и стекловолокном работать сложно. Всё везде липнет так, что потом почти не отмоешь.

Сначала полоски стекловолоконной ткани были наклеены на обе половинки детали, чтобы они лучше скреплялись.

Затем всё было выложено на кусок нейлона, поскольку эпоксидная смола, к счастью, к нейлону прилипает не так смертельно. После этого эпоксидка была нанесена на поверхность детали, вырезан соответствующей формы и размера кусок стекловолоконной ткани, поверх которой был опять-таки нанесен эпоксидный клей. Клея было столько, что стекловолокно стало прозрачным.

Вся эта процедура повторилась для другой стороны детали, после чего смола день застывала. Даже немного больше, чтобы всё скрепилось намертво.

Шаг 4. Еще эпоксидки для дополнительного укрепления с боков

Решено было также добавить еще эпоксидного клея в специально предусмотренные для этого торцевые бороздки.

Шаг 5. Проект второй

При разработке первого проекта имелось в виду, что деталь через просверленные в ней дополнительные отверстия будет частично заполнена эпоксидной смолой, а снаружи ее будет держать пропитанное эпоксидкой стекловолокно. В процессе печати первой детали родилась идея смоделировать только ее оболочку, а внутри все вообще сделать только из эпоксидного клея и стекловолокна.

И вот, пока первый проект застывал, решено было приступить к моделированию второго. Хотелось сравнить оба варианта в плане прочности и легкости в изготовлении. Во втором проекте в заполнении двух фрагментов детали (для крепления нужно две части) был использован различный подход.

На фото видно, что второй проект – это пустая оболочка со стенками в 1 мм толщиной. Округлый фрагмент отделен от большего, чтобы упростить процесс заполнения. Его нужно потом, когда эпоксидка будет застывать, закрепить винтами.

Шаг 6. Заполнение второго проекта эпоксидкой и оптоволокном

Для начала было мелкими кусочками нарезано стекловолокно, и получившимися клочьями обе части детали заполнены чуть больше, чем наполовину. Затем нужно по каплям добавлять эпоксидный клей и немного придавливать обрезки, чтобы они хорошо пропитывались.

Шаг 7. Заполняем дальше проект 2. Фрагмент 1

Продолжаем капать и утаптывать, пока вся стеклоткань не пропитается, после чего добавляем еще обрезков стеклоткани, повторяя этот шаг до окончательного заполнения детали. Теперь закрепим винтами второй фрагмент детали. В конце концов уровень смеси эпоксидки и стекловолокна должен быть до краев.

Почти то же самое для меньшего, округлого фрагмента.

Шаг 8. Заполняем проект 2. Фрагмент 2

Для этого фрагмента применен несколько другой подход: деталь не заполнялась с самого начала наполовину. На дно был уложен только один слой стеклоткани, затем еще один – с перехлестом на края. Эти слои пропитывались эпоксидкой до тех пор, пока не стали полностью прозрачными, после чего на них один за другим укладывались и придавливались, чтобы впитали клей, следующие слои. Немного эпоксидки добавлялось через каждые 2-3 слоя.

Первый способ давал нам деталь, внутри которой больше эпоксидной смолы и чуть меньше стекловолоконной ткани. При втором способе в детали больше стекловолокна и меньше эпоксидки между слоями.

Шаг 9. Теперь всё должно застыть

Периодически детали проверялись, в образующиеся при впитывания смолы пустоты добавлялось еще смолы. Где надо, добавлялось стекловолокна. На полное застывание ушел примерно день. В продаже есть эпоксидные клеи, которые застывают быстрее, можно также добавить больше отвердителя, чтобы ускорить процесс. Мы, однако, этого не рекомендуем, потому что это только осложнит работу и будет мешать клею проникнуть во все углы.

Шаг 10. Сборка готового узла

Детали получились довольно неплохими, особенно по второму проекту. Крепление их на сумку прошло без проблем. Подошли отлично. Теперь нужно закрепить сумку на велосипед.

Шаг 11. Удаляем пластиковые части

Этот шаг на самом деле не предусматривался. Предполагалось просто использовать напечатанные на 3D-принтере и укрепленные детали. Но когда дело дошло до ошкуривания, напечатанная «кожица» просто стала отламываться по углам, остальное тоже снималось без проблем. «Кожица» эта никакой дополнительной прочности не давала, поэтому и была практически полностью снята, и деталь стала композитной эпоксидно-стекловолоконной.

Шаг 12. Итоги 

Деталь без проблем продержалась во время 20-дневной поездки по Швеции, Польше, Германии и Дании. Передняя сумка было все время до отказа заполнена едой, было пройдено немало ухабистых дорог. Детали прослужили на отлично и по-прежнему крепче камня.

Вот еще несколько полезных замечаний.

  1. Интересно, что эпоксидка не очень хорошо прилипает к ABS. Именно поэтому дополнительные отверстия, через которые она будет проникать внутрь и скреплять конструкцию, просто обязательны.
  2. Укреплять деталь снаружи гораздо сложнее, чем заполнять ее. Времени на первый вариант уходит масса, но заполненная деталь получается легче. Бесспорно, укрепленная деталь значительно прочнее, чем просто напечатанная и не укрепленная. Это легко проверить, если испытать на скручивание укрепленную и не укрепленную детали. Укрепленная подобна камню, обычная легко меняет форму.
  3. Второй метод укрепления гораздо проще и дает гораздо более опрятный результат. После застывания смолы почти ничего не надо чистить. А то, что получилось, имеет крепость гранита!
  4. Оба варианта заполнения при различных количествах стекловолокна дают одинаковое ощущение прочности и массивности. Однако тот, где волокна больше, теоретически и почти без сомнений должен выдерживать больший вес.
  5. По второму проекту узел получается более тяжелым, поскольку внутри он полностью состоит из стекловолокна и эпоксидной смолы. Вес немного уменьшается после удаления окружающего пластика. При этом, впрочем, изменятся и размеры детали. Поэтому о размерах нужно подумать заблаговременно и учесть снятие пластика при моделировании.
  6. Во втором проекте тоже можно предусмотреть желобки-бороздки и пустоты, тогда вес удастся снизить.

Перевод статьи Strengthening a 3D Printed Part с сайта Instructables.com

 

3D печать на 3D принтере на заказ, цена от 10 руб/куб.см

3dVision: приближая объёмную печать

Использование возможностей, которые предлагают устройства для аддитивного производства, – ключ к экономии при создании изделия в единичном экземпляре.

Цены на 3D печать

Сроки

Сроки 3Д печати зависит непосредственно от материала, объёма и технологии, по которой будет изготавливаться спроектированная модель. Но например:

  • Полупрофессиональная печать из ABS/PLA занимает от нескольких часов до 1-2 дней,
  • Профессиональное изготовление деталей на 3д принтере из материалов на основе ABS - 2-3 дня (т.к. дополнительно необходимо ещё растворить материал поддержки)
  • Фотополимер MJM или PolyJet- 1-3 дня
    ,
  • Полиамид по технологии SLS - за 3-4 дня.

К срокам изготовления необходимо добавлять время на доставку изделий: в Москве - это 1-2 дня, в Санкт-Петербурге - 1 день, в других городах России: 1-5 дней.

Файлы для объёмной печати

Файлы 3D моделей с расширением .STL «понимают» любые 3d-принтеры, однако данный формат не поддерживает текстуры. Если же вам нужна полноцветная объёмная печать из гипсополимера, тогда модель следует отправлять с расширением .3DS, либо .VRML.

Кроме того, мы работаем с обменными форматами STEPIGES и PARASOLID, которые поддаются конвертации в необходимые форматы для трёхмерной печати.

Важно: модель должна быть спроектирована в масштабе изготовления. Из-за резкого уменьшения толщины стенок, масштабирование габаритов модели в меньшую сторону практически всегда невозможно. Увеличить прототип не составляет трудностей, но в таком случае не избежать перерасхода материала.

Печать на 3D принтере сложных деталей из пластиков ABS и PLA с большим количеством поддержки

Доброго времени суток с вами компания

3Dtool

! Часто возникают ситуации, когда необходимо напечатать геометрически сложную деталь на 3D принтере с одним экструдером например

Hercules Strong

, которую как не крути, а без поддержек не напечатать. Вариант – порезать на части и склеить в контексте этого поста рассматривать не будем.

У одного из наших заказчиков возникли сложности в подготовке, печати и постобработке детали (см. ниже). Сверху на картинке –лицевая сторона, внутренняя сторона (вторая картинка) печатается с поддержками.

Сложность 3D печати заключается в том, что поддержки с черновой стороны детали удалить практически невозможно, они либо удаляются с кусками детали, либо первые слои детали провисают над поддержками и печатаются не ровно.

Загружаем деталь в Slic3r.

Располагаем деталь таким образом для того, чтобы верхняя часть панели получилась в хорошем качестве. Также нам важно качество боковых внешних стенок. Внутренняя часть панели — черновая, поэтому выстраиваем поддержки во внутренней части.

Идем в Print settings → Support materials и включаем поддержки.

Получается, что вся деталь держится на поддержках, и удалить их будет очень сложно. На фото результат печати нашего заказчика. Именно он подкинул нам эту интересную задачу. Время печати 4,5 часа.

Отделить поддержки удалось с большим трудом плоскогубцами. Внутренняя поверхность в очень плохом качестве, обработать ее невозможно.

Стандартные настройки в данном случае с задачей не справились. Поэтому будем настраивать Slic3r вручную.

Для того, чтобы поддержки легко удалились и внутренняя часть панели получилась в допустимом качестве, нужно изменить некоторые параметры:

Заходим в раздел Support Material

1. Уменьшить ширину экструзии на поддержках. Сетка поддержки будет печататься тонкими нитями, похожими на паутину. Их легко удалить руками и в то же время их прочности вполне хватает, чтобы удержать первые слои детали.

Меняем настройки в Advanced → Extrusion width → Support material–0.35 мм.

2. Для того, чтобы нити первого слоя детали, который будет печататься над поддержкой, не провисли, нам нужно, чтобы сетка поддержки была плотной, т. е. шаг необходимо сделать минимум 1 мм. Этот параметр называется Pattern Spacing. Это расстояние в миллиметрах между нитями поддержки. Если мы укажем там небольшое расстояние, печать поддержек займет очень много времени. Поэтому мы сделаем таким образом: будем печатать поддержку с шагом в 3 мм, а последние 2 слоя поддержки напечатаем с нужным нам шагом в 1 мм, эти слои будут поддерживать первые слои детали и шаг в 1 мм не даст нитям провиснуть. Это существенно сэкономит время. Меняем настройки:

Pattern spacing –3 mm -печатаем поддержку с шагом в 3 мм
Interface layers –2, Interface pattern spacing–1 mm – задаем двум слоям между деталью и поддержкой печатать линии с шагом в 1 мм.

3. Contact Z distance укажем 0. Первый слой детали будет печататься вплотную к поддержке, поэтому он будет ровнее. А уменьшение ширины экструзии позволит нам без проблем удалить поддержку с поверхности детали.

4. Идем в раздел Speed. Для того, чтобы нити поддержки из-за сниженной экструзии не обрывались, снижаем скорость для Support material до 40 мм/с и Interface support material до 30 мм/с.

Скорость для сплошных слоев, тех самых, которые будут печататься поверх поддержки, снижаем до 50%. Делаем это для того, чтобы слои на поддержку легли ровнее и нить не обрывалась.

Speed → Solid Infill – 50%

Сохраняем G-code и печатаем.

Смотрим результат.

Зеленый PLA Esun и кремовый ABS Esun. Печаталось на Hercules Strong соплом 0,5 мм, высота слоя 0,2 мм. Время печати 6,5 часа PLA и почти 7 часов ABS.

Основная часть поддержки легко отделилась руками, нити двух слоев между деталью и поддержкой мы удалили канцелярским ножом и тонкой плоской отверткой. Поверхности над поддержками получились ровные, без обрывов и провисаний нитей.

Данный метод позволяет печатать сложные детали с большим количеством поддержки. Время печати будет увеличиваться в зависимости от настроек Slic3r-а, которые в свою очередь будут зависеть от сложности детали, типа пластика и желаемого результата. В нашем случае время печати увеличилось почти на 40%.

Как показали эксперименты, ширину экструзии на поддержке возможно уменьшать до 40% от диаметра сопла, чем меньше это значение, тем легче будет отделить поддержку, но тем больше вероятность, что экструзия будет срываться и первые слои детали лягут неровно или не удержатся на поддержке. Также не стоит забывать о физических свойствах пластика: для ABS пластика мы уменьшали скорость печати поддержки до 30 мм/с, иначе экструзия срывалась. PLA пластик хорошо тянется, в отличии от ABS, и печатался на скорости 40мм/с без срывов. Поэтому все перечисленные параметры могут варьироваться в каждом конкретном случае.

Каталог 3D принтеров

Не забывайте подписываться на наш YouTube канал (новые ролики выходят каждую неделю).

3D-печать для "чайников" или "что такое 3D-принтер?"


Термин 3D-печать

Термин 3D-печать имеет несколько синонимов, один из которых достаточно кратко и точно характеризует сущность процесса – «аддитивное производство», то есть производство за счет добавления материала. Термин был придуман не случайно, ибо в этом и состоит основное отличие множественных технологий 3D-печати от привычных методов промышленного производства, получивших в свою очередь название «субтрактивных технологий», то есть «отнимающих». Если при фрезеровке, шлифовке, резке и прочих схожих процедурах лишний материал удаляется с заготовки, то в случае с аддитивным производством материал постепенно добавляется до получения цельной модели.

В скором времени 3D-печать будет опробована даже на Международной космической станции

Строго говоря, многие традиционные методы можно было бы отнести к «аддитивным» в широком смысле этого слова – например, литье или клепку. Однако стоит иметь в виду, что в этих случаях либо требуется расход материалов на изготовление специфических инструментов, занятых в производстве конкретных деталей (как в случае с литьем), либо весь процесс сводится к соединению уже готовых деталей (сварке, клепке и пр.). Для того чтобы технология классифицировалась как «3D-печать», необходимо построение конечного продукта из сырья, а не заготовок, а формирование объектов должно быть произвольным – то есть без использования форм. Последнее означает, что аддитивное производство требует программной составляющей. Грубо говоря, аддитивное производство требует управления с помощью компьютеров, чтобы форму конечных изделий можно было определять за счет построения цифровых моделей. Именно этот фактор и задержал широкое распространение 3D-печати до того момента, когда числовое программное управление и 3D-проектирование стали общедоступными и высокопроизводительными.

Методы 3D-печати

Технологий 3D-печати существует великое множество, названий же для них еще больше ввиду патентных ограничений. Тем не менее, можно попробовать разделить технологии по основным направлениям:

Экструзионная печать

Сюда входят такие методы, как послойное наплавление (FDM) и многоструйная печать (MJM). В основе этого метода лежит выдавливание (экструзия) расходного материала с последовательным формированием готового изделия. Как правило, расходные материалы состоят из термопластиков, либо композитных материалов на их основе.

Плавка, спекание или склеивание

Этот подход основывается на соединении порошкового материала в единое целое. Формирование производится разными способами. Наиболее простым является склеивание, как в случае со струйной трехмерной печатью (3DP). Подобные принтеры наносят на рабочую платформу тонкие слои порошка, которые затем выборочно склеиваются связующим материалом. Порошки могут состоять из практически любого материала, который можно измельчить до состояния пудры – пластика, древесины, металла.

Эта модель автомобиля Aston Martin, принадлежавшего Джеймсу Бонду, была успешно напечатана на SLS-принтере компании Voxeljet и не менее успешно взорвана во время съемок фильма «Координаты Скайфолл» вместо дорогого оригинала

Наиболее популярными же в данной категории стали технологии лазерного спекания (SLS и DMLS) и плавки (SLM), позволяющие создавать цельнометаллические детали. Как и в случае со струйной трехмерной печатью, эти устройства наносят тонкие слои порошка, но материал не склеивается, а спекается или плавится с помощью лазера. Лазерное спекание (SLS) применяется для работы как с пластиковыми, так и с металлическими порошками, хотя металлические гранулы обычно имеют более легкоплавкую оболочку, а после печати дополнительно спекаются в специальных печах. DMLS – вариант SLS установок с более мощными лазерами, позволяющими спекать непосредственно металлические порошки без добавок. SLM-принтеры предусматривают уже не просто спекание частиц, а их полную плавку, что позволяет создавать монолитные модели, не страдающие от относительной хрупкости, вызываемой пористостью структуры. Как правило, принтеры для работы с металлическими порошками оснащаются вакуумными рабочими камерами, либо замещают воздух инертными газами. Подобное усложнение конструкции вызывается необходимостью работы с металлами и сплавами, подверженными оксидации – например, с титаном.

Стереолитография

Схема работы SLA-принтера

Стереолитографические принтеры используют специальные жидкие материалы, называемые «фотополимерными смолами». Термин «фотополимеризация» указывает на способность материала затвердевать под воздействием света. Как правило, такие материалы реагируют на облучение ультрафиолетом.

Смола заливается в специальный контейнер с подвижной платформой, которая устанавливается в позиции возле поверхности жидкости. Слой смолы, покрывающий платформу, соответствует одному слою цифровой модели. Затем тонкий слой смолы обрабатывается лазерным лучом, затвердевая в точках соприкосновения. По окончании засветки платформа вместе с готовым слоем погружаются на толщину следующего слоя, и засветка производится вновь.

Ламинирование

Схема работы 3D-принтеров, использующих технологию ламинирования (LOM)

Некоторые 3D-принтеры выстраивают модели, используя листовые материалы – бумагу, фольгу, пластиковую пленку.

Слои материала наклеиваются друг на друга и обрезаются по контурам цифровой модели с помощью лазера или лезвия.

Такие установки хорошо подходят для макетирования и могут использовать очень дешевые расходные материалы, включая обычную офисную бумагу. Тем не менее, сложность и шумность таких принтеров, вкупе с ограниченными возможностями изготовляемых моделей ограничивают их популярность.

Наиболее популярными методами 3D-печати, применяемыми в быту и в офисных условиях стали моделирование методом послойного наплавления (FDM) и лазерная стереолитография (SLA).

Остановимся на этих технологиях поподробнее.

Печать методом послойного наплавления (FDM)

FDM – пожалуй, наиболее простой и доступный метод трехмерного построения, что и обуславливает его высокую популярность.
Высокий спрос на FDM-принтеры ведет к быстрому снижению цен на устройства и расходные материалы, наряду с развитием технологии в направлении удобства эксплуатации и повышения надежности.

Расходные материалы

Катушка с нитью из ABS-пластика и готовая модель

FDM-принтеры предназначены для печати термопластиками, которые обычно поставляются в виде тонких нитей, намотанных на катушки. Ассортимент «чистых» пластиков весьма широк. Одним из наиболее популярных материалов является полилактид или «PLA-пластик». Этот материал изготавливается из кукурузы или сахарного тростника, что обуславливает его нетоксичность и экологичность, но делает его относительно недолговечным. ABS-пластик, наоборот, очень долговечен и износоустойчив, хотя и восприимчив к прямому солнечному свету и может выделять небольшие объемы вредных испарений при нагревании. Из этого материала производятся многие пластиковые предметы, которыми мы пользуемся на повседневной основе: корпуса бытовых устройств, сантехника, пластиковые карты, игрушки и т.д.

Кроме PLA и ABS возможна печать нейлоном, поликарбонатом, полиэтиленом и многими другими термопластиками, широко распространенными в современной промышленности. Возможно и применение более экзотичных материалов – таких, как поливиниловый спирт, известный как «PVA-пластик». Этот материал растворяется в воде, что делает его весьма полезным при печати моделей сложной геометрической формы. Но об этом чуть ниже.

Модель, изготовленная из Laywoo-D3. Изменение температуры экструзии позволяет добиваться разных оттенков и имитировать годовые кольца

Вовсе необязательно печатать однородными пластиками. Возможно и применение композитных материалов, имитирующих древесину, металлы, камень. Такие материалы используют все те же термопластики, но с примесями непластичных материалов.

Так, Laywoo-D3 состоит отчасти из натуральной древесной пыли, что позволяет печатать «деревянные» изделия, включая мебель.

Материал под названием BronzeFill имеет наполнитель из настоящей бронзы, а изготовленные из него модели поддаются шлифовке и полировке, достигая высокой схожести с изделиями из чистой бронзы.

Стоит лишь помнить, что связующим элементом в композитных материалах служат термопластики – именно они и определяют пороги прочности, термоустойчивости и другие физические и химические свойства готовых моделей.

Экструдер

Экструдер – печатная головка FDM-принтера. Строго говоря, это не совсем верно, ибо головка состоит из нескольких частей, из которых непосредственно «экструдером» является лишь подающий механизм. Тем не менее, по устоявшейся традиции термин «экструдер» повсеместно применяется в качестве синонима целой печатающей сборки.

Общая схема конструкции FDM-экструдера

Экструдер предназначен для плавки и нанесения термопластиковой нити. Первый компонент – механизм подачи нити, состоящий из валиков и шестерней, приводимых в движение электромотором. Механизм осуществляет подачу нити в специальную нагреваемую металлическую трубку с соплом небольшого диаметра, называемую «хот-энд» или просто «сопло». Тот же механизм используется и для извлечения нити, если необходима смена материала.

Хот-энд служит для нагревания и плавления нити, подаваемой протягивающим механизмом. Как правило, сопла производятся из латуни или алюминия, хотя возможно использование более термоустойчивых, но и более дорогих материалов. Для печати наиболее популярными пластиками вполне достаточно и латунного сопла. Собственно «сопло» крепится к концу трубки с помощью резьбового соединения и может быть заменено на новое в случае износа или при необходимости смены диаметра. Диаметр сопла обуславливает толщину расплавленной нити и, как следствие, влияет на разрешение печати. Нагревание хот-энда регулируется термистором. Регулировка температуры очень важна, так при перегреве материала может произойти пиролиз, то есть разложение пластика, что способствует как потере свойств самого материала, так и забиванию сопла.

Экструдер FDM-принтера PrintBox3D One

Для того чтобы нить не расплавилась слишком рано, верхняя часть хот-энда охлаждается с помощью радиаторов и вентиляторов. Этот момент имеет огромное значение, так как термопластики, проходящие порог температуры стеклования, значительно расширяются в объеме и повышают трение материала со стенками хот-энда. Если длина такого участка слишком велика, протягивающему механизму может не хватить сил для проталкивания нити.

Количество экструдеров может варьироваться в зависимости от предназначения 3D-принтера. Простейшие варианты используют одну печатающую головку. Двойной экструдер значительно расширяет возможности устройства, позволяя печатать одну модель двумя разными цветами, а также использовать разные материалы. Последний момент важен при построении сложных моделей с нависающими элементами конструкции: FDM-принтеры не могут печатать «по воздуху», так как наносимым слоям требуется опора. В случае с навесными элементами приходится печатать временные опорные структуры, которые удаляются по завершении печати. Процесс удаления чреват повреждением самой модели и требует аккуратности. Кроме того, если модель имеет сложную структуру с труднодоступными внутренними полостями, построение обычных опор может оказаться непрактичным виду сложности удаления лишнего материала.

Готовая модель с опорами из PVA-пластика (белого цвета) до и после промывки

В таких случаях весьма кстати приходится тот самый водорастворимый поливиниловый спирт (PVA-пластик). С помощью двойного экструдера можно построить модель из водоупорного термопластика, используя PVA для создания опор.

После окончания печати PVA можно просто растворить в воде и получить сложное изделие идеального качества.

Некоторые модели FDM-принтеров могут использовать три или даже четыре экструдера.

Рабочая платформа

Подогреваемая платформа, накрытая съемным стеклянным рабочим столиком

Построение моделей происходит на специальной платформе, зачастую оснащаемой нагревательными элементами. Подогрев требуется для работы с целым рядом пластиков, включая популярный ABS, подверженных высокой степени усадки при охлаждении. Быстрая потеря объема холодными слоями в сравнении со свеженанесенным материалом может привести к деформации модели или расслоению. Подогрев платформы позволяет значительно выравнивать градиент температур между верхними и нижними слоями.

Для некоторых материалов подогрев противопоказан. Характерный пример – PLA-пластик, который требует достаточно длительного времени для затвердевания. Подогрев PLA может привести к деформации нижних слоев под тяжестью верхних. При работе с PLA обычно принимаются меры не для подогрева, а для охлаждения модели. Такие принтеры имеют характерные открытые корпуса и дополнительные вентиляторы, обдувающие свежие слои модели.

Калибровочный винт рабочей платформы, покрытой синим малярным скотчем

Платформа требует калибровки перед печатью, чтобы сопло не задевало нанесенные слои и не отходило слишком далеко, вызывая печать «по воздуху», что приводит к образованию «вермишели» из пластика. Процесс калибровки может быть как ручным, так и автоматическим. В ручном режиме калибровка производится позиционированием сопла в разных точках платформы и регулировкой наклона платформы с помощью опорных винтов для достижения оптимальной дистанции между поверхностью и соплом.

Как правило, платформы оснащаются дополнительным элементом – съемным столиком. Такая конструкция упрощает чистку рабочей поверхности и облегчает снятие готовой модели. Столики производятся из различных материалов, включая алюминий, акрил, стекло и пр. Выбор материала для изготовления столика зависит от наличия подогрева и расходных материалов, под которые оптимизирован принтер.

Для лучшего схватывания первого слоя модели с поверхностью столика зачастую применяются дополнительные средства, включая полиимидную пленку, клей и даже лак для волос! Но наиболее популярным средством служит недорогой, но эффективный малярный скотч. Некоторые производители делают перфорированные столики, хорошо удерживающие модель, но сложные в очистке. В целом, целесообразность нанесения дополнительных средств на столик зависит от расходного материала и материала самого столика.

Механизмы позиционирования

Схема работы позиционирующих механизмов

Само собой, печатающая головка должна перемещаться относительно рабочей платформы, причем в отличие от обычных офисных принтеров, позиционирование должно производиться не в двух, а в трех плоскостях, включая регулировку по высоте.

Схема позиционирования может варьироваться. Самый простой и распространенный вариант подразумевает крепление печатающей головки на перпендикулярных направляющих, приводимых в движение пошаговыми двигателями и обеспечивающими позиционирование по осям X и Y.

Вертикальное же позиционирование осуществляется за счет передвижения рабочей платформы.

С другой стороны, возможно передвижение экструдера в одной плоскости, а платформы – в двух.

Дельта-принтер ORION производства компании SeemeCNC

Один из вариантов, набирающих популярность, является использование дельтаобразной системы координат.

Подобные устройства в промышленности называют «дельта-роботами».

В дельта-принтерах печатная головка подвешивается на трех манипуляторах, каждый из которых передвигается по вертикальной направляющей.

Синхронное симметричное движение манипуляторов позволяет изменять высоту экструдера над платформой, а ассиметричное движение вызывает смещение головки в горизонтальной плоскости.

Вариантом такой системы является обратный дельтовидный дизайн, где экструдер крепится неподвижно к потолку рабочей камеры, а платформа передвигается на трех опорных манипуляторах.

Дельта-принтеры имеют цилиндрическую область построения, а их конструкция облегчает увеличение высоты рабочей зоны с минимальными изменениями дизайна за счет удлинения направляющих.

В итоге все зависит от решения конструкторов, но основополагающий принцип не меняется.

Управление

Типичный контроллер на основе Arduino, оснащенный дополнительными модулями

Управление работой FDM-принтера, включая регулировку температуры сопла и платформы, темпа подачи нити и работы пошаговых моторов, обеспечивающих позиционирование экструдера, выполняется достаточно простыми электронными контроллерами. Большинство контроллеров основываются на платформе Arduino, имеющей открытую архитектуру.

Программный язык, используемый принтерами, называется G-код (G-Code) и состоит из перечня команд, поочередно выполняемых системами 3D-принтера. G-код компилируется программами, называемыми «слайсерами» – стандартным программным обеспечением 3D-принтеров, сочетающим некоторые функции графических редакторов с возможностью установки параметров печати через графический интерфейс. Выбор слайсера зависит от модели принтера. Принтеры RepRap используют слайсеры с открытым исходным кодом – такие, как Skeinforge, Replicator G и Repetier-Host. Некоторые компании создают принтеры, требующие использование фирменного программного обеспечения.

Программный код для печати генерируется с помощью слайсеров

В качестве примера можно упомянуть принтеры линейки Cube от компании 3D Systems. Есть и такие компании, которые предлагают фирменное обеспечение, но позволяют использовать и сторонние программы, как в случае с последними поколениями 3D-принтеров компании MakerBot.

Слайсеры не предназначены для 3D-проектирования, как такового. Эта задача выполняется с помощью CAD-редакторов и требует определенных навыков трехмерного дизайна. Хотя новичкам не стоит отчаиваться: цифровые модели самых различных дизайнов предлагаются на многих сайтах, зачастую даже бесплатно. Наконец, некоторые компании и частные специалисты предлагают услуги 3D-проектирования для печати на заказ.

И наконец, 3D-принтеры можно использовать вкупе с 3D-сканерами, автоматизирующими процесс оцифровки объектов. Многие их таких устройств создаются специально для работы с 3D-принтерами. Наиболее известные примеры включают ручной сканер 3D Systems Sense и портативный настольный сканер MakerBot Digitizer.

FDM-принтер MakerBot Replicator 5-го поколения, со встроенным контрольным модулем в верхней части рамы

Пользовательский интерфейс 3D-принтера может состоять из банального USB порта для подключения к персональному компьютеру. В таких случаях управление устройством фактически осуществляется посредством слайсера.

Недостатком такой упрощенности является достаточно высокая вероятность сбоя печати при зависаниях или притормаживании компьютера.

Более продвинутый вариант включает наличие внутренней памяти или интерфейса для карты памяти, что позволяет сделать процесс автономным.

Такие модели оснащаются контрольными модулями, позволяющими регулировать многие параметры печати (например, скорость печати или температуру экструзии). В состав модуля может входить небольшой LCD-дисплей или даже мини-планшет.

Разновидности FDM-принтеров

Профессиональный FDM-принтер Stratasys Fortus 360mc, позволяющий печатать нейлоном

FDM-принтеры весьма и весьма разнообразны, начиная от простейших самодельных RepRap принтеров и заканчивая промышленными установками, способными печатать крупногабаритные объекты.

Лидером по производству промышленных установок является компания Stratasys, основанная автором технологии FDM-печати Скоттом Крампом.

Простейшие FDM-принтеры можно построить самому. Такие устройства именуют RepRap, где «Rep» указывает на возможность «репликации», то есть самовоспроизведения.

RepRap принтеры могут быть использованы для печати пластиковых деталей, включенных в собственную конструкцию.

Контроллер, направляющие, ремни, моторы и прочие компоненты можно легко приобрести по отдельности.

Разумеется, сборка подобного устройства своими силами требует серьезных технических и даже инженерных навыков.

Некоторые производители облегчают задачу, продавая комплекты для самостоятельной сборки, но подобные конструкторы все равно требуют хорошего понимания технологии.

Вариант популярного RepRap принтера Prusa позднего, третьего поколения

Если же вам по душе мастерить вещи собственными руками, то RepRap принтеры приятно порадуют ценой: средняя стоимость популярного дизайна Prusa Mendel ранних поколений составляет порядка $500 в полной комплектации.

И, несмотря на свою «самодельную сущность», RepRap принтеры вполне способны производить модели с качеством на уровне дорогих фирменных собратьев.

Обыденные же пользователи, не желающие вникать в тонкости процесса, а требующие лишь удобное устройство для бытовой эксплуатации, могут приобрести FDM-принтер в готовом виде.

Многие компании делают упор на развитие именно пользовательского сегмента рынка, предлагая на продажу 3D-принтеры, готовые к печати «прямо из упаковки» и не требующие серьезных навыков в обращении с компьютерами.

Бытовой 3D-принтер Cube производства компании 3D Systems

Самым известным примером бытового 3D-принтера служит 3D Systems Cube.

Хотя это устройство и не блещет огромной зоной построения, сверхвысокой скоростью печати или непревзойденным качеством изготовления моделей, оно удобно в использовании, вполне доступно и безопасно: этот принтер получил необходимую сертификацию для использования даже детьми.

Демонстрация работы FDM-принтера производства компании Mankati: http://youtu.be/51rypJIK4y0

Лазерная стереолитография (SLA)

Стереолитографические 3D-принтеры широко используются в зубном протезировании

Стереолитографические принтеры – вторые по популярности и распространенности после FDM-принтеров.

Эти устройства позволяют добиваться исключительно высокого качества печати.

Разрешение некоторых SLA-принтеров исчисляется считанными микронами – неудивительно, что эти устройства быстро завоевали любовь ювелиров и стоматологов.

Программная сторона лазерной стереолитографии практически идентична FDM-печати, поэтому не будем повторяться и затронем лишь отличительные особенности технологии.

Лазеры и проекторы

Проекторная засветка фотополимерной модели на примере DLP-принтера Kudo3D Titan

Стоимость стереолитографических принтеров стремительно снижается, что объясняется растущей конкуренцией ввиду высокого спроса и применением новых технологий, удешевляющих конструкцию.

Несмотря на то, что технология обобщенно называется «лазерной» стереолитографией, наиболее современные разработки в большинстве своем применяют ультрафиолетовые светодиодные проекторы.

Проекторы дешевле и надежнее лазеров, не требуют использования деликатных зеркал для отклонения лазерного луча, а также имеют более высокую производительность. Последнее объясняется тем, что контур целого слоя засвечивается целиком, а не последовательно, точка за точкой, как в случае с лазерными вариантами. Этот вариант технологии называется проекторной стереолитографией, «DLP-SLA» или просто «DLP». Тем не менее, на данный момент распространены оба варианта – как лазерные, так и проекторные версии.

Кювета и смола

Фотополимерная смола заливается в кювету

В качестве расходных материалов для стереолитографических принтеров используется фотополимерная смола, внешне напоминающая эпоксидную. Смолы могут иметь самые разные характеристики, но все они обладают одной чертой, краеугольной для применения в 3D-печати: эти материалы затвердевают под воздействием ультрафиолетового света. Отсюда, собственно, и название «фотополимерные».

В полимеризованном виде смолы могут иметь самые разные физические характеристики. Некоторые смолы напоминают резину, другие – твердые пластики вроде ABS. Возможен выбор разных цветов и степени прозрачности. Главный же недостаток смол и SLA-печати в целом – стоимость расходных материалов, значительно превышающая стоимость термопластиков.

С другой стороны, стереолитографические принтеры в основном применяются ювелирами и стоматологами, не требующими построения деталей большого размера, но ценящими экономию от быстрого и точного прототипирования изделий. Таким образом, SLA-принтеры и расходные материалы окупаются очень быстро.

Пример модели, напечатанной на лазерном стереолитографическом 3D-принтере

Смола заливается в кювету, которая может оснащаться опускаемой платформой. В этом случае принтер использует выравнивающее устройство для разглаживания тонкого слоя смолы, покрывающего платформу, непосредственно перед облучением. По мере изготовления модели платформа вместе с готовыми слоями «утапливается» в смоле. По завершении печати модель вынимается из кюветы, обрабатывается специальным раствором для удаления остатков жидкой смолы и помещается в ультрафиолетовую печь, где производится окончательная засветка модели.

Некоторые SLA и DLP принтеры работают по «перевернутой» схеме: модель не погружается в расходный материал, а «вытягивается» из него, в то время как лазер или проектор размещаются под кюветой, а не над ней. Такой подход устраняет необходимость выравнивания поверхности после каждой засветки, но требует использования кюветы из прозрачного для ультрафиолетового света материала – например, из кварцевого стекла.

Точность стереолитографических принтеров чрезвычайно высока. Для сравнения, эталоном вертикального разрешения для FDM-принтеров считается 100 микрон, а некоторые варианты SLA-принтеров позволяют наносить слои толщиной всего в 15 микрон. Но и это не предел. Проблема, скорее, не столько в точности лазеров, сколько в скорости процесса: чем выше разрешение, тем ниже скорость печати. Использование цифровых проекторов позволяет значительно ускорить процесс, ибо каждый слой засвечивается целиком. Как результат, производители некоторых DLP-принтеров заявляют о возможности печатать с разрешением в один микрон по вертикали!

Видео с выставки CES 2013, демонстрирующее работу стереолитографического 3D-принтера Formlabs Form1: http://youtu.be/IjaUasw64VE

Разновидности стереолитографических принтеров

Настольный стереолитографический принтер Formlabs Form1

Как и в случае с FDM-принтерами, SLA-принтеры поставляются в широком диапазоне с точки зрения габаритов, возможностей и стоимости. Профессиональные установки могут стоить десятки, если не сотни тысяч долларов и весить пару тонн, но быстрое развитие настольных SLA и DLP-принтеров приводит к постепенному снижению стоимости аппаратуры без потери качества печати.

Такие модели как Titan 1 обещают сделать стереолитографическую 3D-печать доступной для небольших компаний и даже для бытового использования, имея стоимость в районе $1 000. Form 1 от компании Formlabs уже доступен по отпускной цене производителя в $3 299.

Разработчик же DLP принтера Peachy вообще намеревается преодолеть нижний ценовой барьер в $100.

При этом стоимость фотополимерных смол остается достаточно высокой, хотя средняя цена за последнюю пару лет упала со $150 до $50 за литр.

Само собой, растущий спрос на стереолитографические принтеры будет стимулировать рост производства расходных материалов, что будет вести к дополнительному снижению цен.

Перейти на главную страницу Энциклопедии 3D-печати

3D-печать деталей на принтерах в Санкт-Петербурге. Услуги на заказ

3D печать — это доступная технология, которая позволяет создавать объемные изделия методом послойного нанесения PLA, ABS, PET-g или другого типа пластика.

ИспользуетсяПреимущества
Производителями.
Дизайнерами прототипов.
Технологическим компаниям.
Частными лицами.
Время выполнения.
Возможность пост-обработки.
Можно задать прочность модели.
Цена изделия.

Где применяется 3D-технологии

Изготовление трёхмерных деталей на принтерах позволяет делать объекты любых форм с широким выбором материалов различных свойств. Изделия могут быть мелкими и крупными, с острыми углами или скругленными элементами, термостойкие и прозрачные, гибкие и жесткие.

Современное использование 3D-печати даёт возможность реализовать практически любую идею или изготовить качественный прототип любой сложности. Производство изделий посредством аддитивных технологий необходимо, когда речь идет про:

  • Промышленный дизайн и прототипы.
  • Протезирование.
  • Архитектуру.
  • Оригинальные сувениры.
  • Персонализированный дизайн.

Сфера использования современных принтеров не имеет ограничений. Современная технология печати деталей и прототипирование позволяют заказчику экспериментировать, расширять горизонт и воплощать в жизнь невозможные ранее идеи.

От чего зависит стоимость 3D-печати

Стоимость готового изделия зависит от спектра работ:

  • сканирования;
  • моделирования;
  • печати.

В зависимости от особенностей объекта при расчёте стоимости распечатки учитываются такие параметры как:

  • технология печати: FDM или SLA;
  • тип материала или смолы;
  • толщина слоя;
  • заполнения и расхода материала. Подробнее о слоях и заполнении тут.

Исходя из вышеописанного следует, что стоимость услуги точнее рассчитывать исходя из наличия STL-файла и выбранной технологии. Далее подбираются оптимальные для условий эксплуатации материал и параметры печати , в результате которых клиент получает окончательную цену.

При расчёте заказа также учитывается и расположение детали на столе принтера. Например, стоимость одной и той же детали воздуховода при разном расположении может существенно отличаться. Вид в слайсере:

  • Модель воздуховода
  • Стоимость 1200р.
  • Стоимость 2900р.

Особенности 3D-печати

Для распечатки необходим трехмерный файл в формате STL, OBJ или CAD-формате, например, STEP. Для создания подобных моделей используются специальное программное обеспечение. Оно позволяет откорректировать существующую или создать объект с нуля.

Точность готовой детали варьируется от 0,1-0,2 мм и более, а при проектировании должна учитываться технология изготовления (FDM/SLA). Это может существенно влиять на стоимость конечной детали.

Дополнительно

Также математическую модель можно получить путём 3Д-сканирования детали или объекта:

По результатам 3D-сканирования иногда требуется откорректировать результат или исправить погрешности сканирования, например, удалить швы или разрывы:

  • Сканирование лицевой части
  • Сканирование внутренней части

Как заказать изготовление деталей на 3D принтере

Чтобы отправить запрос на изготовление детали изделия в нашей студии:

  • Подготовьте/найдите детали. Для этого есть такие ресурсы, как https://thingiverse.com где есть большое количество различных 3D-предметов для печати.
  • Если хотите оценить стоимость изготовления детали, имея образец, то вы можете прислать фото изделия, которое нужно «клонировать». Тогда мы сможем приблизительно оценить стоимость создания трёхмерной или твердотельной объектов. Для оценки достаточно отправить в почту фото оригинальной детали.
  • Если такой файла или образца нет, то можете нарисовать требуемое изделие на листе бумаги.

Для отправки данных воспользуйтесь формой обратной связи:

Примеры заказов

Например, одному клиенту нужен был светильник для самодельного 15-ти литрового аквариума. Он прислал такую картинку:

Эскиз светильника

В данном случае трёхмерный объект был подготовлен в CAD-программе и отправлен заказчику на согласование:

После согласования модели с Вашей стороны и получения предоплаты изделие отправляется в производство.

По итогу печати изделие фотографируется и отправляется на электронную почту. После одобрения внешнего вида изделие отправляется заказчику службой доставки.

Готовый светильник на аквариуме

Запрос на мелкосерийное производство

Или другой пример, когда юридическому лицу требуется напечатать небольшое количество деталей по чертежу от руки:

Чертёж воздухоотвода

Требовалась партия из 5 штук из любого материала. Основное требование — геометрия внутреннего посадочного диаметра. Был выбран материал PETG и изготовлена пробная деталь:

Модель воздуховода в слайсере

По результату допечатали остальные четыре воздуховода, оставив конструкцию и размеры неизменными:

Готовые воздуховоды

Расчёт стоимости по трёхмерной печати

Если Вам не удалось до нас дозвониться, пожалуйста, воспользуйтесь формой обратной связи. По мере обработки запросов наш специалист обязательно с Вами свяжется.

Безопасно ли печатать двигатели самолетов на 3D-принтере

Безопасно ли использовать 3D-принтер в авиастроении и как устроен процесс печати деталей для самолетов, узнал ведущий YouTube-канала «Индустрия 4.0» Николай Дубинин

В 2015 году в Австралии ученые из университета Монаша собрали двигатель, целиком напечатанный на 3D-принтере:

Это не единичный случай. Boeing и Airbus давно занимаются аддитивными технологиями — когда 3D-принтер изготавливает деталь послойно, ориентируясь на компьютерную модель. Например, в каждом пассажирском лайнере Boeing 787 есть около 30 деталей, напечатанных по такому алгоритму, а в Airbus A350 и A320neo — целый титановый кронштейн, который соединяет крылья с двигателем.

В 2016 году компания Airbus показала первый в мире полностью напечатанный на 3D-принтере самолет Thor. Он, конечно, больше похож на авиамодель: длина — 4 м, вес — 21 кг, управление — дистанционное.

Россия не отстает. В 2020 году в Казани протестировали самолет с двигателем, напечатанным на 3D-принтере. Легкий беспилотник пролетел на высоте 170 м и двигался со скоростью 150 км/ч. В России печатают и более масштабные детали — например, для нового лайнера МС-21 и вертолета К-226. Их создают на ферме 3D-принтеров Центра аддитивных технологий «Ростеха».

Как печатают детали

В «Ростехе» детали печатают из металла — но в виде порошка с определенными свойствами и размером гранул. При этом каждый 3D-принтер предназначен для определенного вида металла и печатать на другом материале не может.

Сначала устройство внутри принтера наносит на специальную платформу слой металлического порошка. Затем лазер, работающий по заранее установленной программе, нагревает и сплавляет этот слой порошка, из-за чего он затвердевает. Затем платформа, на которой происходит выращивание, опускается на толщину слоя, и все повторяется. Так происходит несколько раз — слой за слоем. В зависимости от размера детали, процесс длится от нескольких часов до нескольких дней.

Плюсы 3D-печати

  • Детали становятся легче. Это важно в авиастроении: сэкономленный вес можно использовать, например, для дополнительных пассажирских или багажных мест.
  • Экологичность. При создании деталей традиционным способом нужный элемент вырезают из куска металла, а остальное выбрасывают. Во время работы на 3D-принтере отходов практически нет.
  • Создание форм, которые невозможно воспроизвести другими способами.
  • Быстрая скорость создания деталей.

Стоит отметить, что на 3D-принтере вряд ли когда-нибудь будут печатать детали, которые дешево и быстро изготавливаются с помощью стандартных технологий.

Принтер-гигант и принтер-ремонтник

Не все 3D-принтеры предназначены для одних и тех же действий. Так, например, в Центре аддитивных технологий «Ростеха» есть большой 3D-принтер, способный напечатать детали размером до полуметра. Такие использует Boeing: компания использует напечатанные титановые компоненты двигателей на пассажирском самолете Dreamliner 787.

При этом самолет — не единственное, что можно будет создавать на 3D-принтере. Например, стартап Relativity Space хочет в 2021 году запустить на орбиту первую в мире ракету, полностью напечатанную на 3D-принтере. И это не какие-то мечтатели, грезящие о звездах: они уже привлекли $700 млн инвестиций, а значит, в проект верят.

Другой интересный объект — принтер-ремонтник. Он способен не только печатать детали по заданной программе, но и ремонтировать их. Работает эта машина немного иначе: по технологии прямой печати металлом.

Этот механизм состоит из двух основных элементов. Первый — источник лазерного излучения, второй — специальное сопло, через которое в струе инертного газа подается порошок. Струя газа и лазерный луч фокусируются в одной точке, где и происходит плавление порошка — и рост детали. Принтер позволяет ремонтировать сломанные части, а не выбрасывать их. При этом деталь не теряет своих исходных свойств.

Чтобы починить деталь, ее надо отсканировать. Другой вариант — задать управляющую программу, где есть 3D-модель этой детали со сломанным участком. Однако чаще всего используют 3D-сканер, который позволяет получить точный образец детали, которая уже есть. На основе этой модели разрабатывают управляющую программу по ремонту.

Для чего нужен 3D-сканер

Именно 3D-сканер проверяет качество всех деталей для самолетов, которые создали на 3D-принтере. Все они должны быть безупречны.

Кроме того, технология дает возможность делать конструкции, которые нельзя создать стандартными методами — например, кронштейн. Он бы состоял из нескольких частей и, соответственно, пришлось бы делать несколько механообработок, сборочных операций. Все это отнимает время, а 3D-сканер дает возможность ускорить процесс.

Подготовка STL 3D модели для печати на 3D принтере

3D модель, которая в дальнейшем будет изготовлена на 3D принтере отличается от 3D модели, разработанной для литья или фрезерования. Связано это с техническими особенностями 3D принтера, из которых нужно либо выжать максимум пользы, либо подстроиться под особенности 3D печати по технологии FDM.Разработка 3D модели начинается с создания эскиза. Это может быть рисунок на бумаге, материальный прототип, мысленный образ и пр. На что важно обратить внимание при создании такого эскиза и самой модели, разберем подробнее.

Прочность готового изделия 

Сломать деталь по слоям гораздо проще, чем поперек

Слоистость или анизотропность материала. Это нужно учитывать заранее, задавшись расположением 3D модели на рабочем столе 3D принтера. Когда Вы начинаете создавать компьютерную 3D модель вашего будущего изделия, Вы наверняка уже знаете [предполагаете] в каком направлении будут действовать силы растяжения, сжатия или кручения.

После этого Вы должны расположить вашу модель на рабочем столе так, чтобы она была способна выдержать все те нагрузки, которые ей будут приложены. Иначе, в процессе эксплуатации изделия Вы можете столкнуться с разрушением разработанного Вами прототипа.

Скругления

Ножка табуретки и столешница в месте стыка должны иметь скругленный угол. При этом, чем больше радиус скругления, тем прочнее ножка будет закреплена на столешнице. Аналогично для различных корпусных деталей.

Моделируем коробку? Все прямые углы скругляем. При этом неважно, в какой они плоскости. Даже там, где нужен прямой угол, делаем радиус 0,5 мм. Принтер легче пройдет такой участок, чем нескругленный, не будет удара от резкой остановки экструдера, деталь не покачнется и прочие плюсы.

Толщина стенок и заполнение

Максимальная прочность при 100% заполнении — это факт, но если нужно облегчить деталь или сэкономить пластик, можно сделать в настройках печати гораздо большую толщину стенки, при этом заполнение выставить гораздо ниже. Это работает с деталями, имеющими отверстия под крепеж. При создании машинного кода для принтера абсолютно все внешние стенки толстые, поэтому крепеж будет окружен надежным толстым слоем пластика вашей детали. Подробнее о толщине стенок вы можете прочитать в нашей статье.

Поддержка

Данный элемент влияет на прочность тем, что не всегда слои, опирающиеся на поддерживающую структуру, идеальны по своей структуре. Это можно решать увеличением толщины стенки, заполнением, но лучше стараться создавать 3d модель с минимальным количеством нависающих элементов. Поддержка добавляется слайсером в зависимости от угла между стенкой детали и плоскостью стола. Часто по умолчанию стоит 60 градусов, иногда 45. Этот параметр подбирается экспериментально для каждого 3D-принтера.

Возможности Вашего 3D принтера можно проверить с помощью специальных тестовых деталей, одну из которых можете скачать на www.thingiverse.com, только не забудьте "выключить" поддержку в настройках слайсера, чтобы проверить реальное качество 3D-печати в её отсутствии.А если, например, вам нужно напечатать Т-образный соединитель для трубок. Литые изделия делают Т-образной формы. 3D-печать заставляет делать изделие L или даже Λ-образным. Во втором случае можно даже избежать поддержки, а деталь будет прочнее из-за слоев, расположенных под углом 45 градусов к трубкам.

Геометрические ограничения 

При 3D моделировании важно учитывать габаритные размеры рабочей зоны 3D принтера

Толщина стенки ограничивается снизу размером сопла 3D-принтера. Его диаметр постоянный и в подавляющем большинстве случаев равен 0,4 мм. Меньшая толщина — долгая 3D-печать для большинства деталей. Чем больше сопло, тем менее прочны связи образуются между слоями, сильнее видны ступеньки между слоями.

И вообще, толщина стенки должна быть кратна 0,4 мм, тогда 3D-принтер сможет аккуратно сделать стенку за два прохода (0,8мм), за 3 прохода (1,2 мм) и т.д. Другие толщины заставят 3D-принтер оставить пробел или перелив, что негативно влияет на прочность и внешний вид напечатанной детали.

3D-Печать тонких цилиндров и «иголок». Для 3D-печати таких изделий нужны особые настройки 3D-принтера: низкая скорость 3D-печати, давать время на остывание, иначе такая структура будет гнуться. Вертикально стоящих тонких элементов лучше избегать всеми силами. Даже если они будут напечатаны, то будут очень хрупкими. Их имеет смысл оставлять только для декоративных целей, но надо быть готовым, что их качество будет хуже качества других элементов 3D-детали.

3D Печать отверстий. Замечу, что если отверстие прямое и сквозное, то его можно рассверлить, если оно изогнутое и требует поддержки, то может получиться так, что достать поддержку будет невозможно. При 3D-моделировании важно учитывать габаритные размеры 3D-принтера. Мы используем удобные 3D-принтеры, стол 250х250 мм, диагональ 353 мм. Вот сюда и нужно вписывать габариты, по возможности. Иначе надо заказывать либо промышленный 3D-принтер с большой зоной печати, либо использовать склейку, но лучше сборку, так процесс сборки будет контролируем разработчиком, а не мастером 3D-печати.

Большая площадь основания может повлечь за собой отклеивающиеся от стола края. Мы используем специальный клей, но и это не всегда помогает. К нам периодически обращаются с жалобой на коллег по цеху, что для них такие «мелкие» дефекты, как загнутый край не является причиной для перезапуска 3D-печати, забирайте как есть. Но инженер, который 3D-моделирует деталь, может и сам это учитывать в работе, и делать либо сборки, либо тонкостенные плоские 3D-детали, у которых «не хватит сил» сжать внешний контур и поднять, как следствие, край.

Высокие и тонкие «башни» могут плохо получаться из-за вибраций, возникающих при работе 3D-принтера ближе к вершине, также возможны сдвиги слоев.

Размеростабильность, точность 

Точная 3D-печать — довольно редкая "птица".

Вероятность того, что сложная составная конструкция соберется с первого раза очень низкая. Тут скорее нужно учитывать то, что можно потом механически доработать детали.Отверстия под крепеж лучше делать с запасом 0,5 мм по диаметру. Прочности это не убавит, болтаться крепеж тоже не будет из-за сил затяжки, но вот если сделать без запаса, однозначно придется рассверливать. Уменьшить размер большого вала, >10мм шкуркой гораздо проще, чем обрабатывать отверстие, под которое требуется огромное сверло, врезающееся в пластиковые стенки и ломающее деталь, или застревающие в нем. Также важно учесть, что при сверлении пластик расплавляется и сверло может в него вплавиться так, что извлечь невозможно. Бывали случаи. Термоусадка не всегда компенсируется, точнее, её очень сложно поймать, она неодинакова по разным направлениям, поэтому учитывать её крайне сложно. Проще напечатать пробный вариант, а потом внести коррективы.

Если важен внешний вид 

Возможно, шкурить придется долго и мучительно.

Думайте о том, как мастер будет ориентировать деталь на столе 3D-принтера. 3D-печать идет по слоям, что ярко проявляется при печати поверхностей, отстоящих от горизонтали стола на небольшой угол. Шкурить придется долго и мучительно, потому что придется срезать эту «лестницу» до самых глубоких впадин «ступенек».

Лучше располагать такие поверхности или горизонтально, например, положить на стол, или увеличивать угол. В ряде случаев, даже добавление поддержки, портящей изнаночную ненужную сторону, позволяет сэкономить время и силы на постобработку.

Поддержка.

Во-первых, поверхность, которую она поддерживает, имеет значительно больше дефектов, чем без нее. Во-вторых, тонкая и высокая поддержка — слабая, шаткая, что приводит к тому, что поддерживающая деталь может иметь серьезные дефекты, либо не получиться вовсе.

  1. Улучшение качества первого слоя. Нужно добавить фаску. Даже там, где не нужен острый угол рекомендую добавить фаску 0,5 мм. Она не будет явно видна, однако кромка получится аккуратной.4. Толщина стенки и заполнение. На что тут можно напороться: заполнение — клеточки 20%, которые либо видно сквозь тонкую внешнюю стенку, либо заполнение незначительно утягивает внешнюю стенку при усадке, но при этом визуально легко определить, что внутри есть поддержка. Тут помогает в первую очередь увеличение толщины внешней стенки, либо увеличение плотности заполнения. Учитывайте это при заказе.

Постобработка 


Шлифование, грунтование, покраска, глянцевание

Устранение ступенчатости достигается механическим и химическим методом. Возможно использование шпаклевки. Доступна окраска акриловыми красками.

Если деталь имеет сложную цветовую структуру, то мы используем принтер ProJet 4500, работающий по технологии CJP. Принтер использует материал VisiJet C4 Spectrum — пластиковый материал с превосходной гибкостью и прочностью, обеспечивающий длительное тестирование концептуальных моделей, опытных образцов и др

Что такое 3D-печать? Как работает 3D-принтер? Изучите 3D-печать

3D-печать или аддитивное производство - это процесс создания трехмерных твердых объектов из цифрового файла.

Создание объекта 3D-печати осуществляется с помощью аддитивных процессов. В аддитивном процессе объект создается путем наложения последовательных слоев материала до тех пор, пока объект не будет создан. Каждый из этих слоев можно рассматривать как тонко срезанное поперечное сечение объекта.

3D-печать - это противоположность субтрактивного производства, при котором вырезают / выдалбливают кусок металла или пластика, например, на фрезерном станке.

3D-печать позволяет создавать сложные формы с использованием меньшего количества материала, чем традиционные методы производства.

Присоединяйтесь к нашему списку рассылки

Наша информационная рассылка бесплатна, и вы можете отказаться от подписки в любое время.

Как работает 3D-печать?

Все начинается с 3D-модели. Вы можете создать его с нуля или загрузить из 3D-библиотеки.

Программное обеспечение 3D

Доступно множество различных программных инструментов. От промышленного уровня до открытого исходного кода.Мы создали обзор на нашей странице программного обеспечения для 3D.

Мы часто рекомендуем новичкам начать с Tinkercad. Tinkercad бесплатен и работает в вашем браузере, вам не нужно устанавливать его на свой компьютер. Tinkercad предлагает уроки для начинающих и имеет встроенную функцию для экспорта вашей модели в виде файла для печати, например .STL или .OBJ.

Теперь, когда у вас есть файл для печати, следующий шаг - подготовить его для вашего 3D-принтера. Это называется нарезкой.

Нарезка: от файла для печати до 3D-принтера

Нарезка в основном означает разбиение 3D-модели на сотни или тысячи слоев и выполняется с помощью программного обеспечения для нарезки.

Когда ваш файл нарезан, он готов для вашего 3D-принтера. Загрузку файла на принтер можно выполнить через USB, SD или Wi-Fi. Теперь ваш нарезанный файл готов к 3D-печати слой за слоем .

Промышленность 3D-печати

Внедрение 3D-печати достигло критической массы, поскольку те, кому еще предстоит интегрировать аддитивное производство в свою цепочку поставок, теперь составляют часть постоянно сокращающегося меньшинства. Если на ранних этапах 3D-печать подходила только для создания прототипов и разового производства, то сейчас она быстро превращается в производственную технологию.

Большая часть текущего спроса на 3D-печать носит промышленный характер. Acumen Research and Consulting прогнозирует, что к 2026 году мировой рынок 3D-печати достигнет 41 миллиарда долларов.

По мере своего развития технология 3D-печати призвана преобразовать практически все основные отрасли и изменить наш образ жизни, работы и развлечений в будущем.

Примеры 3D-печати

3D-печать включает в себя множество форм технологий и материалов, поскольку 3D-печать используется практически во всех отраслях, о которых вы только можете подумать.Важно рассматривать его как кластер различных отраслей с множеством различных приложений.

Несколько примеров:

  • - товары народного потребления (очки, обувь, дизайн, мебель)
  • - продукция промышленного назначения (инструменты для изготовления, прототипы, функциональные конечные детали)
  • - Стоматологические изделия
  • - протезирование
  • - архитектурные макеты и макеты
  • - реконструкция окаменелостей
  • - копирование древних артефактов
  • - реконструкция улик в судебной патологии
  • - реквизит для фильмов

[wonderplugin_carousel id = ”215 ″]

Быстрое прототипирование и быстрое производство

Компании использовали 3D-принтеры в процессе проектирования для создания прототипов с конца семидесятых годов.Использование 3D-принтеров для этих целей называется быстрое прототипирование .

Зачем использовать 3D-принтеры для быстрого прототипирования?
Короче: быстро и относительно дешево. От идеи до 3D-модели и до прототипа в руках - вопрос дней, а не недель. Итерации проще и дешевле производить, и вам не нужны дорогие формы или инструменты.

Помимо быстрого прототипирования, 3D-печать также используется для быстрого производства . Быстрое производство - это новый метод производства, при котором предприятия используют 3D-принтеры для мелкосерийного производства по индивидуальному заказу.

Связанная история

3D-печать как производственная технология

Автомобильная промышленность

Производители автомобилей уже давно используют 3D-печать. Автомобильные компании печатают запасные части, инструменты, приспособления и приспособления, а также детали конечного использования. 3D-печать позволила производить продукцию по требованию, что привело к снижению уровня запасов и сокращению циклов проектирования и производства.

Автомобильные энтузиасты во всем мире используют детали, напечатанные на 3D-принтере, для восстановления старых автомобилей.Один из таких примеров - когда австралийские инженеры напечатали детали, чтобы вернуть к жизни Delage Type-C. При этом им приходилось печатать детали, которые не производились десятилетиями.

Связанная история

Как 3D-печать меняет автомобилестроение

Авиация

Авиационная промышленность использует 3D-печать по-разному. Следующий пример знаменует собой важную веху в производстве 3D-печати: GE Aviation напечатала на 3D-принтере 30 000 кобальто-хромовых топливных форсунок для своих авиационных двигателей LEAP.Они достигли этого рубежа в октябре 2018 года, и, учитывая, что они производят 600 принтеров в неделю на сорока 3D-принтерах, это, вероятно, намного выше, чем сейчас.

Около двадцати отдельных деталей, которые ранее приходилось сваривать, были объединены в один компонент, напечатанный на 3D-принтере, который весит на 25% меньше и в пять раз прочнее. Двигатель LEAP является самым продаваемым двигателем в аэрокосмической промышленности из-за его высокого уровня эффективности, и GE экономит 3 миллиона долларов на самолет за счет 3D-печати топливных форсунок, поэтому эта единственная 3D-печатная деталь приносит сотни миллионов долларов финансовой выгоды.

Топливные форсунки

GE также попали в Boeing 787 Dreamliner, но это не единственная деталь, напечатанная на 3D-принтере в 787. Конструктивные элементы длиной 33 сантиметра, которые крепят кормовой кухонный гарнитур к планеру, напечатаны на 3D-принтере компанией под названием Norsk Titanium. Компания Norsk решила специализироваться на титане, поскольку он имеет очень высокое соотношение прочности и веса и является довольно дорогостоящим, а это означает, что сокращение отходов благодаря 3D-печати имеет более значительные финансовые последствия, чем по сравнению с более дешевыми металлами, где затраты на отходы материалов равны легче впитывается.Вместо того, чтобы спекать металлический порошок с помощью лазера, как в большинстве металлических 3D-принтеров, Norsk Merke 4 использует плазменную дугу для плавления металлической проволоки в процессе, называемом Rapid Plasma Deposition (форма направленного энергетического осаждения), который может наносить до 10 кг титана. в час. Для изготовления 2-килограммовой титановой детали обычно требуется 30-килограммовый блок титана, что дает 28 кг отходов, но для 3D-печати той же детали требуется всего 6 кг титановой проволоки.

Связанная история

GE получает сертификат летной годности USAF для Metal AM Critical Part

Строительство

Можно ли распечатать здание? - да.3D-печатные дома уже доступны в продаже. Некоторые компании печатают сборные детали, а другие делают это на месте.

Связанная история

Здание для получения композитного фасада произвольной формы на 3D-принтере

Большинство статей о печати на бетоне, которые мы рассматриваем на этом веб-сайте, сосредоточены на крупномасштабных системах печати на бетоне с довольно большими соплами для большой скорости потока. Он отлично подходит для быстрой и повторяемой укладки бетонных слоев. Но для действительно сложной бетонной работы, в которой в полной мере используются возможности 3D-печати, требуется что-то более проворное и более тонкое.

Связанная история

Производство добавок к бетону усложняется

Потребительские товары

Когда мы впервые начали вести блог о 3D-печати в 2011 году, 3D-печать не была готова к использованию в качестве метода производства для больших объемов. В настоящее время существует множество примеров потребительских товаров, предназначенных для конечного использования на 3D-принтере.

Обувь

Линия 4D Adidas имеет полностью напечатанную на 3D-принтере межподошву и печатается в больших объемах.Тогда мы написали статью, в которой объясняли, как Adidas изначально выпускал для публики всего 5000 пар обуви и намеревался продать к 2018 году 100000 пар обуви, наполненной AM.

С их последними версиями обуви кажется, что они превзошли эту цель или находятся на пути к ее достижению. Обувь доступна по всему миру в местных магазинах Adidas, а также в различных сторонних онлайн-магазинах.

Связанная история

Кроссовки с 3D-принтом в 2021 году

Очки

Прогнозируется, что рынок очков, напечатанных на 3D-принтере, достигнет 3 долларов.4 миллиарда к 2028 году. Быстро увеличивающийся раздел - это рамы для конечного использования. 3D-печать является особенно подходящим методом производства оправ для очков, потому что измерения человека легко обрабатываются в конечном продукте.

Связанная история

Fitz Frames 3D-печать детских очков с помощью приложения

Но знаете ли вы, что линзы можно также печатать на 3D-принтере? Традиционные стеклянные линзы не кажутся тонкими и легкими; они вырезаны из гораздо более крупного куска материала, называемого заготовкой, около 80% которого идет в отходы.Если учесть, сколько людей носит очки и как часто им нужно приобретать новую пару, 80% этих цифр - пустая трата времени. Вдобавок ко всему, лаборатории должны хранить огромные запасы заготовок для удовлетворения индивидуальных потребностей своих клиентов. Наконец, однако, технология 3D-печати достаточно продвинулась, чтобы предоставлять высококачественные индивидуальные офтальмологические линзы, избавляясь от прошлых затрат на отходы и инвентарь. В 3D-принтере Luxexcel VisionEngine используется акрилатный мономер, отверждаемый ультрафиолетом, для печати двух пар линз в час, которые не требуют какой-либо полировки или постобработки.Фокусные области также могут быть полностью настроены, так что определенная область линзы может обеспечивать лучшую четкость на расстоянии, в то время как другая область линзы обеспечивает лучшее видение вблизи.

Связанная история

Линзы для 3D-печати для умных очков

Ювелирные изделия

Есть два способа изготовления украшений на 3D-принтере. Вы можете использовать прямой или косвенный производственный процесс. Прямое относится к созданию объекта прямо из 3D-дизайна, в то время как непрямое производство означает, что объект (шаблон), который напечатан на 3D-принтере, в конечном итоге используется для создания формы для литья по выплавляемым моделям.

Здравоохранение

В наши дни нередко можно увидеть заголовки об имплантатах, напечатанных на 3D-принтере. Часто эти случаи носят экспериментальный характер, из-за чего может показаться, что 3D-печать по-прежнему является второстепенной технологией в медицине и здравоохранении, но это уже не так. За последнее десятилетие GE Additive напечатала на 3D-принтере более 100000 замен тазобедренного сустава.

Чашка Delta-TT, разработанная доктором Гвидо Граппиоло и LimaCorporate, изготовлена ​​из трабекулярного титана, который характеризуется правильной трехмерной гексагональной структурой ячеек, имитирующей морфологию губчатой ​​кости.Трабекулярная структура увеличивает биосовместимость титана, стимулируя рост кости в имплант. Некоторые из первых имплантатов Delta-TT все еще работают более десяти лет спустя.

Еще один компонент здравоохранения, напечатанный на 3D-принтере, который делает все возможное, чтобы быть незамеченным, - это слуховой аппарат. Почти каждый слуховой аппарат за последние 17 лет был напечатан на 3D-принтере благодаря сотрудничеству между Materialise и Phonak. Компания Phonak разработала Rapid Shell Modeling (RSM) в 2001 году. До RSM для создания одного слухового аппарата требовалось девять трудоемких шагов, включая лепку вручную и изготовление форм, и результаты часто не подходили.В RSM техник использует силикон для снятия слепка ушного канала, этот слепок сканируется в 3D, и после некоторых незначительных изменений модель печатается в 3D на 3D-принтере из смолы. Электроника добавляется и отправляется пользователю. С помощью этого процесса каждый год печатаются на 3D-принтере сотни тысяч слуховых аппаратов.

Стоматологическая

В стоматологической промышленности мы видим, что формы для прозрачных элайнеров, возможно, являются самыми трехмерными печатными объектами в мире. В настоящее время пресс-формы печатаются на 3D-принтере с использованием процессов 3D-печати на основе смолы и порошка, а также методом струйной печати.Коронки и зубные протезы уже напрямую напечатаны на 3D-принтере вместе с хирургическими шаблонами.

Связанная история

3 способа 3D-печати революционизируют цифровую стоматологию

Биопечать

В начале двухтысячного периода технология 3D-печати изучалась биотехнологическими фирмами и академическими кругами для возможного использования в тканевой инженерии, где органы и части тела строятся с использованием струйных технологий. Слои живых клеток наносятся на гелевую среду и медленно наращиваются, образуя трехмерные структуры.Мы называем эту область исследований термином: биопечать.

Связанная история

Сотрудничество в отрасли открывает путь к созданию легких, напечатанных на 3D-принтере

Еда

Аддитивное производство давно вторглось в пищевую промышленность. Такие рестораны, как Food Ink и Melisse, используют это как уникальный торговый аргумент для привлечения клиентов со всего мира.

Образование

Педагоги и студенты уже давно используют 3D-принтеры в классе.3D-печать позволяет студентам быстро и доступно воплощать свои идеи в жизнь.

Хотя дипломы, связанные с аддитивным производством, появились довольно недавно, университеты уже давно используют 3D-принтеры в других дисциплинах. Есть много образовательных курсов, которые можно пройти, чтобы заняться 3D-печатью. Университеты предлагают курсы по вопросам, связанным с 3D-печатью, таким как САПР и 3D-дизайн, которые могут быть применены к 3D-печати на определенном этапе.

Что касается прототипов, многие университетские программы обращаются к принтерам.Есть специализации в аддитивном производстве, которые можно получить, получив степень в области архитектуры или промышленного дизайна. Печатные прототипы также очень распространены в искусстве, анимации и моде.

Связанная история

3D-печать в образовании

Типы технологий и процессов 3D-печати

Американское общество испытаний и материалов (ASTM) разработало набор стандартов, которые классифицируют процессы аддитивного производства по 7 категориям.Это:

  1. НДС Фотополимеризация
    1. Стереолитография (SLA)
    2. Цифровая обработка света (DLP)
    3. Непрерывное производство раздела жидкостей (CLIP)
  2. Струйная обработка материалов
  3. Распыление связующего вещества
  4. Экструзия материалов
    1. Моделирование наплавленного осаждения (FDM)
    2. Производство плавленых волокон (FFF)
  5. Порошковая кровать Fusion
    1. Многоструйная сварка (MJF)
    2. Селективное лазерное спекание (SLS)
    3. Прямое лазерное спекание металла (DMLS)
  6. Ламинирование листа
  7. Направленное распределение энергии

НДС Фотополимеризация

3D-принтер, основанный на методе фотополимеризации чана, имеет контейнер, заполненный фотополимерной смолой.Смола затвердевает под воздействием УФ-излучения.

Схема фотополимеризации чана. Источник изображения: lboro.ac.uk

Стереолитография (SLA)

SLA

был изобретен в 1986 году Чарльзом Халлом, который в то же время основал компанию 3D Systems. В стереолитографии используется емкость с жидкой отверждаемой фотополимерной смолой и ультрафиолетовый лазер для создания слоев объекта по одному. Для каждого слоя лазерный луч отслеживает поперечное сечение узора детали на поверхности жидкой смолы.Воздействие ультрафиолетового лазерного излучения отверждает рисунок, нанесенный на смолу, и сплавляет его с нижележащим слоем.

После того, как рисунок был нанесен, платформа подъемника SLA спускается на расстояние, равное толщине одного слоя, обычно от 0,05 мм до 0,15 мм (от 0,002 до 0,006 дюйма). Затем лезвие, наполненное смолой, проходит по поперечному сечению детали, повторно покрывая его свежим материалом. На этой новой поверхности жидкости прослеживается рисунок последующего слоя, соединяющий предыдущий слой.В зависимости от ориентации объекта и печати SLA часто требует использования вспомогательных структур.

Цифровая обработка света (DLP)

DLP или цифровая обработка света относится к методу печати, в котором используются свет и светочувствительные полимеры. Хотя он очень похож на SLA, ключевым отличием является источник света. DLP использует другие источники света, например дуговые лампы. DLP относительно быстр по сравнению с другими технологиями 3D-печати.

Непрерывное производство раздела жидкостей (CLIP)

Один из самых быстрых процессов с использованием фотополимеризации в ванне называется CLIP, сокращенно от Continuous Liquid Interface Production , разработанный Carbon.

Цифровой синтез света

В основе процесса CLIP лежит технология Digital Light Synthesis . В этой технологии свет от настраиваемого высокопроизводительного светодиодного источника света проецирует последовательность УФ-изображений, обнажающих поперечное сечение 3D-печатной детали, что приводит к частичному отверждению УФ-отверждаемой смолы точно контролируемым образом. Кислород проходит через проницаемое для кислорода окно, создавая тонкую жидкую поверхность раздела неотвержденной смолы между окном и печатной частью, известную как мертвая зона.Мертвая зона составляет всего десять микрон. Внутри мертвой зоны кислород не дает свету отверждать смолу, расположенную ближе всего к окну, тем самым обеспечивая непрерывный поток жидкости под печатной частью. Прямо над мертвой зоной направленный вверх ультрафиолетовый свет вызывает каскадное отверждение детали.

Простая печать с использованием одного только оборудования Carbon не позволяет использовать свойства конечного продукта в реальных приложениях. После того, как свет сформировал деталь, второй программируемый процесс отверждения позволяет достичь желаемых механических свойств путем запекания детали, напечатанной на 3D-принтере, в термальной ванне или духовке.Программируемое термическое отверждение устанавливает механические свойства, вызывая вторичную химическую реакцию, заставляющую материал укрепляться, достигая желаемых конечных свойств.

Компоненты, напечатанные с использованием технологии Carbon, соответствуют деталям, изготовленным методом литья под давлением. Цифровой синтез света обеспечивает стабильные и предсказуемые механические свойства, создавая действительно изотропные детали.

Струйная обработка материалов

В этом процессе материал наносится каплями через сопло малого диаметра, аналогично тому, как работает обычный струйный бумажный принтер, но он наносится слой за слоем на платформу для сборки, а затем затвердевает под воздействием ультрафиолетового излучения.

Схема струйной печати материалов. Источник изображения: custompartnet.com

Binder Jetting

При нанесении связующего используются два материала: порошковый основной материал и жидкое связующее. В камере формирования порошок распределяется равными слоями, а связующее наносится через форсунки, которые «склеивают» частицы порошка в требуемой форме. После завершения печати оставшийся порошок счищается, и его можно повторно использовать для печати следующего объекта. Эта технология была впервые разработана в Массачусетском технологическом институте в 1993 году.

Схема Binder Jetting

Экструзия материалов

Моделирование наплавления (FDM)

Схема FDM (Изображение предоставлено Википедией, сделанное пользователем Zureks)

FDM работает с использованием пластиковой нити, которая разматывается с катушки и подается на экструзионное сопло, которое может включать и выключать поток. Сопло нагревается для плавления материала и может перемещаться как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении с помощью механизма с числовым программным управлением. Изделие изготавливается путем экструзии расплавленного материала с образованием слоев, поскольку материал затвердевает сразу после экструзии из сопла.

FDM был изобретен Скоттом Крампом в конце 80-х. После патентования этой технологии в 1988 году он основал компанию Stratasys. Термин Fused Deposition Modeling и его аббревиатура FDM являются товарными знаками Stratasys Inc.

.

Производство плавленых волокон (FFF)

Точно эквивалентный термин, Fused Filament Fabrication (FFF), был придуман участниками проекта RepRap, чтобы дать фразу, использование которой не ограничивалось бы законом.

Порошковая кровать Fusion

Селективное лазерное спекание (SLS)

SLS использует лазер высокой мощности для сплавления мелких частиц порошка в массу, которая имеет желаемую трехмерную форму.Лазер избирательно плавит порошок, сначала сканируя поперечные сечения (или слои) на поверхности порошкового слоя. После сканирования каждого поперечного сечения слой порошка опускается на один слой. Затем поверх наносится новый слой материала и процесс повторяется до тех пор, пока объект не будет готов.

Схема SLS (Изображение предоставлено Википедией от пользователя Materialgeeza)

Multi Jet Fusion (MJF)

Технология

Multi Jet Fusion была разработана Hewlett Packard и работает с подметающим рычагом, который наносит слой порошка, а затем с другим рычагом, оснащенным струйными форсунками, который выборочно наносит связующее на материал.Кроме того, струйные принтеры наносят детализирующий агент вокруг связующего, чтобы обеспечить точные размеры и гладкость поверхностей. Наконец, слой подвергается выбросу тепловой энергии, которая вызывает реакцию агентов.

Прямое лазерное спекание металла (DMLS)

DMLS в основном такой же, как SLS, но вместо него используется металлический порошок. Весь неиспользованный порошок остается как есть и становится опорной структурой для объекта. Неиспользованный порошок можно повторно использовать для следующего отпечатка.

Из-за повышенной мощности лазера DMLS превратился в процесс лазерного плавления.Подробнее об этой и других технологиях обработки металлов читайте на нашей странице с обзором технологий обработки металлов.

Связанная история

3D-печать на металле: обзор наиболее распространенных типов

Ламинирование листа

При ламинировании листов используется материал в листах, который скрепляется внешней силой. Листы могут быть металлическими, бумажными или полимерными. Металлические листы свариваются друг с другом с помощью ультразвуковой сварки слоями, а затем фрезеруются на станке с ЧПУ для придания нужной формы. Также можно использовать листы бумаги, но они склеиваются клеевым клеем и вырезаются по форме точными лезвиями.

Упрощенная схема ультразвуковой обработки листового металла (Изображение предоставлено Википедией от пользователя Mmrjf3)

Направленное нанесение энергии

Этот процесс в основном используется в металлургической промышленности и в приложениях быстрого производства. Устройство для 3D-печати обычно прикрепляется к многоосной роботизированной руке и состоит из сопла, которое наносит металлический порошок или проволоку на поверхность, и источника энергии (лазер, электронный луч или плазменная дуга), который плавит его, образуя твердый объект.

Направленное осаждение энергии с помощью металлического порошка и лазерного плавления (Изображение предоставлено: проект Merlin)

Материалы

В аддитивном производстве можно использовать несколько материалов: пластмассы, металлы, бетон, керамику, бумагу и некоторые пищевые продукты (например,г. шоколад). Материалы часто производятся из проволочного сырья, известного как нить, порошок или жидкая смола. Узнайте больше о наших избранных материалах на нашей странице материалов.

Услуги

Хотите внедрить 3D-печать в свой производственный процесс? Получите расценки на изготовление нестандартной детали или закажите образцы на нашей странице службы 3D-печати.

3D-печать с высокой детализацией | Концентраторы

SLA Высокодетализированные материалы

SLA лучше всего подходит для визуальных приложений, где требуется гладкая поверхность, подобная пресс-форме для литья под давлением, и высокий уровень детализации элементов.

Стандартная смола Formlabs

Описание

Приложения

SLA лучше всего подходит для визуальных приложений, где требуется гладкая поверхность, подобная пресс-форме для литья под давлением, и высокий уровень детализации элементов.

Сильные стороны

Тонкие функции и высокая детализация, гладкая, похожая на форму для литья под давлением, отделка поверхности

Слабые стороны

Следы опоры могут быть видны на поверхности, Хрупкость, не рекомендуется для функциональных частей

Характеристики

Цена

Время выполнения

<2 дней

Толщина стенки

0.5 мм

Допуски

± 0,5% с нижним пределом ± 0,15 мм (± 0,006 ″)

Максимальный размер детали

14,5 × 14,5 × 17,5 см

Высота слоя

100–50

Доступные материалы

Стандартная смола Formlabs

Formlabs Standard Resin (Grayscale) - это смола с высокой детализацией, которая позволяет производить детали с гладкой поверхностью, напоминающей форму литья под давлением.Он хрупкий и используется для нефункциональных деталей.

Выучить больше Получите мгновенную цитату

Бесплатное руководство для новичков - индустрия 3D-печати

Истоки 3D-печати в «Rapid Prototyping» были основаны на принципах промышленного прототипирования как средства ускорения самых ранних этапов разработки продукта с помощью быстрого и простого способа производства прототипов, который позволяет создавать несколько итераций продукта. быстрее и эффективнее при выборе оптимального решения.Это экономит время и деньги на начальном этапе всего процесса разработки продукта и обеспечивает уверенность перед производственными инструментами.

Прототипирование по-прежнему, вероятно, является самым крупным, хотя иногда и упускаемым из виду, применением 3D-печати сегодня.

Развитие и усовершенствование процесса и материалов, с момента появления 3D-печати для прототипирования, привело к тому, что процессы были приняты для приложений на более поздних этапах цепочки процесса разработки продукта. Приложения для оснастки и литья были разработаны с использованием преимуществ различных процессов.Опять же, эти приложения все чаще используются и внедряются в промышленных секторах.

Аналогично для конечных производственных операций, улучшения продолжают способствовать внедрению.

С точки зрения вертикальных промышленных рынков, которые получают большие выгоды от промышленной 3D-печати во всех этих приложениях широкого спектра, следующая базовая разбивка:

Медицинский сектор рассматривается как один из первых, кто начал применять 3D-печать, но также как сектор с огромным потенциалом для роста благодаря возможностям настройки и персонализации технологий и способности улучшать жизнь людей по мере улучшения процессов и разработаны материалы, соответствующие медицинским стандартам.

Технологии 3D-печати используются для множества различных приложений. Помимо создания прототипов для поддержки разработки новых продуктов для медицинской и стоматологической промышленности, эти технологии также используются для изготовления шаблонов для последующего металлического литья зубных коронок и при производстве инструментов, поверх которых в вакууме формируется пластик для изготовления зубных выравнивателей. . Эта технология также используется непосредственно для производства как стандартных товаров, таких как имплантаты бедра и колена, так и индивидуальных продуктов для пациентов, таких как слуховые аппараты, ортопедические стельки для обуви, индивидуальные протезы и одноразовые имплантаты для пациентов, страдающих заболеваниями. такие как остеоартрит, остеопороз и рак, а также жертвы несчастных случаев и травм.Напечатанные на 3D-принтере хирургические шаблоны для конкретных операций также являются новым приложением, которое помогает хирургам в их работе и пациентам в их выздоровлении. Также разрабатываются технологии для 3D-печати кожи, костей, тканей, фармацевтических препаратов и даже человеческих органов. Однако до коммерциализации этих технологий еще далеко.

Как и медицинский сектор, аэрокосмический сектор одним из первых начал применять технологии 3D-печати в их самых ранних формах для разработки продуктов и создания прототипов.Эти компании, обычно работающие в партнерстве с академическими и научно-исследовательскими институтами, были на острие в плане или расширении границ технологий для производственных приложений.

Из-за критического характера разработки самолетов, исследования и разработки требуют больших усилий, стандарты имеют решающее значение, а системы 3D-печати промышленного уровня подвергаются испытанию. При разработке процессов и материалов был разработан ряд ключевых приложений для аэрокосмического сектора, а некоторые некритические детали уже полностью готовы к полетам на самолетах.

Среди высокопоставленных пользователей GE / Morris Technologies, Airbus / EADS, Rolls-Royce, BAE Systems и Boeing. Хотя большинство из этих компаний действительно придерживаются реалистичного подхода к тому, что они делают сейчас с технологиями, и большая часть этого - НИОКР, некоторые действительно настроены оптимистично в отношении будущего.

Еще одним повсеместным приверженцем технологий быстрого прототипирования - самого раннего воплощения 3D-печати - стал автомобильный сектор. Многие автомобильные компании - особенно передовые в автоспорте и Формуле-1 - пошли по той же траектории, что и аэрокосмические компании.Сначала (и до сих пор) используют технологии для создания прототипов приложений, но разрабатывают и адаптируют свои производственные процессы для включения преимуществ улучшенных материалов и конечных результатов для автомобильных деталей.

Многие автомобильные компании теперь также рассматривают потенциал 3D-печати для выполнения послепродажных функций с точки зрения производства запасных частей / запасных частей по запросу, а не для хранения огромных запасов.

Традиционно процесс проектирования и производства ювелирных изделий всегда требовал высокого уровня знаний и опыта, включая специальные дисциплины, включая изготовление, изготовление пресс-форм, литье, гальванику, ковку, ковку серебра и золота, резку камня, гравировку и полировку.Каждая из этих дисциплин развивалась на протяжении многих лет, и каждая из них требует технических знаний при производстве ювелирных изделий. Одним из примеров является литье по выплавляемым моделям, истоки которого насчитывают более 4000 лет.

Для ювелирного сектора 3D-печать оказалась особенно разрушительной. Существует большой интерес и популярность, основанная на том, как 3D-печать может и будет способствовать дальнейшему развитию этой отрасли. От новой свободы дизайна, обеспечиваемой 3D CAD и 3D-печатью, за счет совершенствования традиционных процессов производства ювелирных изделий до прямого производства 3D-печати, устраняющего многие из традиционных шагов, 3D-печать оказала и продолжает оказывать огромное влияние в этом секторе. .

Искусство / Дизайн / Скульптура

Художники и скульпторы используют 3D-печать множеством различных способов, чтобы исследовать форму и функционирование способами, которые ранее были невозможны. Будь то просто найти новое оригинальное выражение или учиться у старых мастеров, это очень напряженный сектор, который все чаще находит новые способы работы с 3D-печатью и представляет результаты миру. Есть множество художников, которые сегодня сделали себе имя, специально работая с технологиями 3D-моделирования, 3D-сканирования и 3D-печати.

  • Джошуа Харкер
  • Размер
  • Джессика Розенкранц в нервной системе
  • Пиа Хинце
  • Ник Эрвинк
  • Лайонел Дин
  • И многие другие.

Дисциплина 3D-сканирования в сочетании с 3D-печатью также привносит новое измерение в мир искусства, однако, художники и студенты теперь имеют проверенную методологию воспроизведения работ мастеров прошлого и создания точных копий древних (и др. недавние) скульптуры для внимательного изучения - произведения искусства, с которыми они никогда не смогли бы взаимодействовать лично.Работа Космо Венмана особенно поучительна в этой области.

Архитектурные модели долгое время были основным приложением процессов 3D-печати для создания точных демонстрационных моделей видения архитектора. 3D-печать предлагает относительно быстрый, простой и экономически жизнеспособный метод создания подробных моделей непосредственно из 3D CAD, BIM или других цифровых данных, используемых архитекторами. Многие успешные архитектурные фирмы в настоящее время обычно используют 3D-печать (дома или в качестве услуги) как важную часть своего рабочего процесса для расширения инноваций и улучшения коммуникации.

В последнее время некоторые дальновидные архитекторы рассматривают 3D-печать как прямой метод строительства. Исследования в этой области ведутся рядом организаций, в первую очередь в Университете Лафборо, Контурном ремесле и Архитектуре Вселенной.

Поскольку процессы 3D-печати улучшились с точки зрения разрешения и более гибких материалов, одна отрасль, известная своими экспериментами и возмутительными заявлениями, вышла на первый план. Речь, конечно же, идет о моде!

аксессуаров, напечатанных на 3D-принтере, включая обувь, головные уборы, шляпы и сумки, вышли на мировые подиумы.А еще более дальновидные модельеры продемонстрировали возможности этой технологии для высокой моды - платья, накидки, длинные платья и даже нижнее белье дебютировали на различных модных площадках по всему миру.

Ирис ван Херпен заслуживает особого упоминания как ведущего пионера в этом направлении. Она создала ряд коллекций по образцу подиумов Парижа и Милана, в которых используется 3D-печать, чтобы взорвать «обычные правила», которые больше не применяются к модному дизайну.Многие пошли и продолжают идти по ее стопам, часто с совершенно оригинальными результатами.

Несмотря на то, что продукты питания опоздали на вечеринку по 3D-печати, они представляют собой одно из новых приложений (и / или материалов для 3D-печати), которое очень воодушевляет людей и может по-настоящему сделать эту технологию мейнстримом. В конце концов, нам всем и всегда нужно есть! 3D-печать становится новым способом приготовления и подачи еды.

Первые набеги на продукты для 3D-печати были с шоколадом и сахаром, и эти разработки быстро продолжаются, и на рынке появляются определенные 3D-принтеры.Некоторые другие ранние эксперименты с едой, включая 3D-печать «мяса» на уровне клеточного белка. Совсем недавно паста - еще одна группа продуктов питания, которая исследуется на предмет 3D-печати продуктов питания.

Взгляд в будущее 3D-печать также рассматривается как полноценный метод приготовления пищи и способ сбалансировать питательные вещества всесторонним и здоровым образом.

Святой Грааль для поставщиков 3D-печати - это потребительская 3D-печать. Существует широко распространенная дискуссия о том, осуществимо ли это будущее.В настоящее время потребительский интерес низок из-за проблем с доступностью, которые существуют на начальном уровне (потребительские машины). В этом направлении продвигаются вперед крупные компании по 3D-печати, такие как 3D Systems и Makerbot, как дочерняя компания Stratasys, поскольку они пытаются сделать процесс 3D-печати и вспомогательные компоненты (программное обеспечение, цифровой контент и т. Д.) Более доступными и доступными для пользователей. -дружелюбно. В настоящее время существует три основных способа взаимодействия человека с улицы с технологией 3D-печати для потребительских товаров:

  • дизайн + печать
  • выбрать + распечатать
  • выбрать + выполнение услуги 3D-печати

Что такое 3D-печать?

3D-печать - это производственный процесс, в ходе которого создается физический объект из файла цифровой модели.Технология работает, добавляя слой за слоем материала, чтобы создать законченный объект.

Введение в 3D-печать

Процесс 3D-печати был разработан в 1980-х годах и первоначально назывался «быстрое прототипирование». Это позволило компаниям разрабатывать прототипы быстрее и точнее, чем с помощью других методов. После более чем 30 лет инноваций сегодня его применение гораздо более разнообразно.

Производители, инженеры, дизайнеры, преподаватели, медики и любители одинаково используют эту технологию для огромного количества приложений.

3D-печать - это «аддитивный» производственный процесс, при котором объект создается слоями. Деталь, напечатанная на 3D-принтере, используется в автомобильной промышленности.

Падение цен и разработка более компактных «настольных» 3D-принтеров также со временем сделали эту технологию все более доступной.

Как работает 3D-печать?

Как мы видели ранее, процесс 3D-печати включает создание слоя за слоем расплавленного пластика для создания объекта. По мере того, как каждый слой устанавливается, следующий слой печатается сверху, и объект создается.

Для создания 3D-печати необходим цифровой файл, который сообщает 3D-принтеру, где печатать материал. Наиболее распространенный формат файла для этого - файлы G-кода. Этот файл, по сути, содержит «координаты», которые определяют движения принтера как по горизонтали, так и по вертикали, также известные как оси X, Y и Z.

3D-принтеры могут печатать эти слои с разной толщиной, известной как высота слоя. Подобно пикселям на экране, большее количество слоев на отпечатке дает более высокое «разрешение».Это даст более красивый результат, но печать займет больше времени.

Сравнение 3D-печати и аддитивного производства?

Такое сложение слоев дает 3D-печати альтернативное название - «аддитивное производство».

Часто можно встретить термины, относящиеся к одному и тому же производственному процессу. Аддитивное производство является противоположностью «вычитающим» процессам, когда материал удаляется (или вычитается) из большего блока для создания конечного объекта, например, обработка с ЧПУ.

FDM против FFF 3D-печать - объяснение

Еще одна вещь, которая может смутить новичков в 3D-печати, - это упоминания о процессах FDM (моделирование методом наплавления) и FFF (производство плавленых волокон).Опять же, это, по сути, разные названия одного и того же, поскольку они оба относятся к определенному типу 3D-принтера.

Есть разные типы 3D принтеров? Да! Но не нужно путать - мы быстро рассмотрим их дальше.

Какие существуют различные технологии 3D-печати?

Пластмассы - это универсальный материал, поэтому существует множество способов их использования. 3D-печать не исключение, поэтому давайте рассмотрим различные методы.

Наиболее широко используемые технологии - это 3D-печать FFF, SLA (стереолитография) и SLS (селективное лазерное спекание).

Что такое 3D-печать FFF?

Процесс FFF включает экструзию толстой нити материала, обычно называемой нитью, через нагретое сопло. Сопло установлено на подвижной системе, которая перемещает его по рабочей области, где расплавленная нить накапливается на рабочей пластине. По мере того как материал охлаждается и затвердевает, рабочая пластина опускается на доли миллиметра слой за слоем, пока объект не будет готов.

Процесс 3D-печати FFF

Что такое 3D-печать SLA?

В 3D-печати SLA в качестве сырья используется смола, отверждаемая ультрафиолетом.Смолу наливают в контейнер со стеклянным дном, в который погружают строительную платформу. Лазер направляет ультрафиолетовый свет на смолу для выборочного упрочнения поперечного сечения требуемой формы. Платформа постепенно поднимается из контейнера для наращивания отпечатка.

Что такое 3D-печать SLS?

В 3D-печати SLS используется порошковое сырье, обычно полимер. Порошок находится в контейнере, где лезвие распределяет тонкий слой материала по рабочей области. Лазер соединяет мелкие частицы материала вместе, чтобы сформировать единый горизонтальный слой детали, затем контейнер перемещается на долю миллиметра, чтобы начать новый слой, а лезвие проводит по области построения, чтобы нанести новый слой необработанного материала. материал.Этот процесс повторяется для создания готового объекта.

Модель, напечатанная на смоле на SLA-принтере Удаление готовой детали, напечатанной на 3D-принтере SLS

Это ни в коем случае не исчерпывающий список, и вы также можете встретить следующее:

  • DLP (обработка прямого света) - Процесс на основе смолы, аналогичный SLA. Вместо лазерного отверждения отдельных точек смолы за один раз DLP использует свет для проецирования изображения всего слоя на смолу

  • Распыление связующего - процесс на основе порошка, аналогичный SLS, за исключением того, что порошок сплавляется связующим веществом, а не лазером

  • Струйная печать материала - Вариант «2D» струйной печати, который позволяет создавать трехмерные детали путем нанесения воска или пластика с последующим отверждением УФ-светом

  • SLM (селективное лазерное плавление) - Один из немногих похожих вариантов технологии SLS для 3D-печати металлом

Хотите понять плюсы и минусы каждой технологии? Прочтите наше подробное руководство по сравнению процессов 3D-печати.

Какие материалы используются в 3D-печати?

Пластиковые полимеры - наиболее распространенный материал, используемый в 3D-печати. Возможно использование других материалов. Например, есть специализированные 3D-принтеры по металлу, но они нишевые по сравнению с полимерными. И сверхразмерные машины, основанные на технологии 3D-печати, начинают разрабатываться для таких строительных материалов, как бетон.

Распространенные типы 3D-принтеров, такие как FFF и SLS, могут печатать из смесей полимеров и других материалов (таких как металл, стекло или дерево).Они известны как композиты и обладают некоторыми свойствами смешанного материала.

В контексте 3D-печати FFF термины «материал для 3D-печати» и «нить для 3D-печати» используются как взаимозаменяемые. Это связано с тем, что сырье поступает на катушки с тонкой нитью.

В следующих разделах мы рассмотрим некоторые нити для 3D-печати более подробно по категориям.

Стартовые материалы для 3D-печати

PLA

Изготовленный из органических, возобновляемых ресурсов и простой для печати, PLA - это нить для начинающих.PLA также имеет отличные визуальные свойства. Но его низкая термостойкость и тот факт, что механические свойства могут со временем ухудшаться, означают, что PLA часто упускается из виду в функциональных и механических приложениях.

PETG

Благодаря хорошо сбалансированному сочетанию свойств PETG стал одним из наиболее широко используемых материалов для 3D-печати. Его можно легко классифицировать как «инженерный материал», но он также является хорошим вариантом для новичков благодаря хорошей возможности печати. Сочетая в себе ударопрочность и химическую стойкость с хорошими термическими свойствами, а также будучи более дешевым, чем многие другие инженерные материалы, эта нить накаливания является идеальным выбором для инженерных приложений для многих пользователей.

Инженерные материалы для 3D-печати

Нейлон

Обладая химической стойкостью и способностью выдерживать значительные механические нагрузки, нейлон является универсальным вариантом для деталей конечного использования.

ABS

Обладая превосходными механическими и термостойкими свойствами по сравнению с PLA, ABS является материалом для более сложных применений. Однако с этим может быть сложно печатать, особенно на более дешевом 3D-принтере с открытой рамкой. Закрытая камера сборки и контролируемая температура обеспечивают гораздо более надежную работу.

Визуальные прототипы должны иметь хорошие эстетические и тактильные характеристики. Для деталей конечного использования требуются свойства материала, соответствующие их применению, такие как износостойкость или огнестойкость.

Гибкие материалы для 3D-печати

TPU

Благодаря своим каучуковым свойствам TPU можно без проблем скручивать, растягивать и выдерживать удары.

PP

Полугибкий и устойчивый к усталости полипропилен (или полипропилен, как вы его знаете) идеально подходит для приложений, требующих некоторой гибкости, таких как петли или емкости для жидкости.

Материалы для 3D-печати для специалистов

Композиционные материалы

Эти нити объединяют полимер с волокнами из другого материала для придания улучшенных свойств. Есть две основные категории. Инженерные композиты, включая стеклянные, углеродные или металлические волокна, обладают улучшенными механическими свойствами, такими как прочность и жесткость. А для уникальных визуальных свойств есть композитные варианты, такие как керамические или деревянные нити для 3D-печати или даже светящиеся в темноте. (Примечание: волокна в композитных нитях могут вызывать истирание, поэтому перед использованием проверьте совместимость вашего принтера).

Хотя они иногда частично совпадают с вышеперечисленными категориями, на рынке есть гораздо больше специализированных нитей для 3D-печати, таких как антистатические или огнестойкие материалы.

Вспомогательные материалы

Во-первых, давайте быстро объясним, что это такое.

Каждый новый слой 3D-печати требует, чтобы нижележащий слой поддерживал его. Проблемы возникают, когда для рисунка требуется выступ или элемент, подвешенный в воздухе. Таким образом, эти материалы буквально «поддерживают» его в процессе печати и удаляются после.Опоры можно напечатать из того же материала, что и остальная часть отпечатка, но их удаление может повлиять на качество поверхности и точность размеров. Чтобы избежать этого, были разработаны специальные вспомогательные материалы.

Растворимый материал основы

Растворимый материал основы растворяется, поэтому нет риска повредить деталь во время снятия вручную. Материал носителя PVA растворяется в воде, тогда как HIPS требует растворителя d-лимонена.

Breakaway

Где-то между вариантами, упомянутыми до сих пор, такой материал, как Ultimaker Breakaway, представляет собой отдельный поддерживающий материал, который удаляется вручную.Это делает процесс быстрее, чем ожидание его растворения, сохраняя при этом точность размеров детали.

Деталь, напечатанная на 3D-принтере с поддерживающим материалом (слева) и после удаления поддерживающего материала (справа)

Хотите узнать больше?

Изучите тему 3D-печати с помощью блогов, которые отвечают на следующие вопросы:

Лучшие 3D-принтеры для мелких деталей и мелких деталей

Помимо множества тестовых устройств, у Мартина сейчас работает свой четвертый собственный 3D-принтер, и он печатает в качестве хобби для друзей, семьи и себя.Он с удовольствием делится своим опытом с каждой новой статьей.

Раскрытие информации: ссылки, отмеченные *, являются партнерскими ссылками. Я зарабатываю на соответствующих покупках, если вы решите совершить покупку по этим ссылкам - без дополнительных затрат для вас!


3D-печать не только стала популярной в последние годы, но и на рынке появляется все больше и больше доступных устройств. Запчасти для дома, машины и мастерской, игрушечные фигурки и небольшие произведения искусства создаются дома за рабочим столом с помощью бесплатных программ САПР и 3D-принтера.Пока все нормально. Но часто бывает не так по качеству.

Очень распространены так называемые FDM-принтеры. Иногда устройства выводят довольно грубые детали, которые просто непригодны в качестве запасных частей или при изготовлении моделей. Технология SLA / DLP обещает филигранные результаты печати, которые являются точными и, прежде всего, имеют гладкую поверхность. Насколько он должен быть точным, конечно, зависит от ваших потребностей.

Смола: Для безупречного результата и гладких поверхностей:

FDM: Простая работа с более шероховатыми поверхностями:

FDM или SLA / DLP?

Это две принципиально разные технологии, которые не только работают с разными материалами, но и создают их по-разному.Этими различиями можно объяснить крайне разные результаты с точки зрения детализации и тонкости компонентов.

FDM работает с нитью

ABS *