Свеобухватни водич за ФДМ 3Д штампање
Објашњени принципи, материјали, апликације предности
ФДМ 3Д штампање више није ниша - преобликује начин на који дизајнирамо, производимо и стварамо. Међу данашњим технологијама 3Д штампања, ФДМ (Фусед Депозитион Моделинг) истиче се по приступачности, једноставности употребе и широкој компатибилности материјала. Остаје најбољи избор за наставнике, произвођаче и кућне кориснике.
Са високо прецизним методама попут СЛА и ДЛП-а, поставља се питање: Шта ФДМ 3Д штампању даје предност? У овом водичу ћемо истражити шта ФДМ значи, како функционише, материјале које користи и предности ФДМ 3Д штампања - плус где даље иде.
ФДМ принцип рада 3Д штампања
Основни принцип
ФДМ, укратко за моделирање фусед депозита, једна је од најважнијих и корисничких технологија 3Д штампања која је данас доступна. Његов основни принцип укључује загревање термопластичних материјала (попут ПЛА, АБС) до њихове тачке топљења помоћу загрејане млазнице у 3Д штампачу, а затим истискивање растаљеног материјала тачно кроз млазницу, слој по слој, на платформу за изградњу према унапред одређеној стази. Сваки слој се након екструзије брзо хлади и учвршћује, сигурно се вежући за слој испод њега. Овај процес слагања слоја по слој на крају гради комплетан тродимензионални модел.
Брзи 15-секундни преглед процеса штампања ФДМ-а
ФДМ 3Д поступак штампања
Моделирање
Прво, дигитални модел треба креирати помоћу софтвера за 3Д моделирање (као што су Тинкерцад, Фусион 360, Блендер итд.). Овај модел можете дизајнирати сами или преузети као СТЛ датотеку са интернета. Што је модел детаљнији, штампани резултат ће бити ближи идеалном готовом производу.
Резање
Завршени 3Д модел се увози у софтвер за резање (попут Цура, ПрусаСлицер), који 3Д модел „пресече“ у танке слојеве и генерише одговарајући Г-код. Г-код је скуп упутстава која штампачу говоре како померати главу за штампање, контролисати температуру и управљати брзином екструзије материјала за сваки слој.
Штампање
Након сечења, датотека Г-кода се преноси на 3Д штампач (преко УСБ погона или мрежне везе), а штампач започиње свој рад. Загрејана млазница топи термопластични материјал, који се затим прецизно истискује кроз главу за штампање дуж стаза слоја, слажући слој по слој да би се формирао коначни, комплетан објект.
Пост-обрада
Једном када је штампање завршено, обично су потребни неки радови након обраде. На пример, уклањање носача које се користе током штампања, брушење грубих површина за побољшање укупне глаткоће и естетике. За делове са специфичним захтевима могу се применити даљи третмани попут сликања, лепљења или полирања како би се побољшао изглед или функционалност.
Од виртуелне до стварности, овај ФДМ процес је логичан, има малу баријеру за улазак, лако се учи и веома је погодан за почетнике, студенте и произвођаче да уђу у свет 3Д штампања.
Уобичајени материјали за ФДМ 3Д штампање
Широка популарност ФДМ-а у великој мери је последица богате разноликости потрошног материјала, ниске цене и снажне прилагодљивости. Погледајмо неке уобичајене врсте доступне на тржишту:
| Материјал | Одликује типичне апликације |
|---|---|
|
ПЛА (полилактичка киселина)
|
ПЛА, добијена из обновљивих материјала попут кукуруза и шећерне трске, сигурна је, еколошка и током штампања не емитује мало мириса. Његова ниска тенденција изобличења осигурава поуздане перформансе на 3Д штампачима на радној површини. Због умерене отпорности на топлоту и механичке чврстоће, ПЛА је идеалан за апликације ниског напрезања као што су образовни модели, дисплеји, украсни предмети и кућански прибор. Широко се користи за ДИИ фигурице, аниме колекционаре, прилагођене лампе и персонализоване телефонске постоље. |
|
АБС (акрилонитрил бутадиен стирен)
|
Висока чврстоћа, отпорна на ударце, погодна за индустријске прототипове и функционалне делове. Међутим, током штампања емитује мирисе и склон је изобличењу, што захтева затворену комору и загрејани кревет. |
|
ТПУ (термопластични полиуретан)
|
Поседује добру флексибилност и еластичност, погодну за штампање флексибилних апликација попут ђона ципела и јастучића за апсорпцију удара. Има веће захтеве за брзином штампања и пријањањем кревета. |
|
ПЕТГ (полиетилен терефталат гликол)
|
Комбинује једноставност штампања ПЛА-а са чврстоћом АБС-а, нуди добру отпорност на воду и хемијску отпорност на корозију, која се често користи за контејнере за храну или спољне учвршћења. |
|
Композитни филаменти (нпр. Мешани са дрвеним прахом, угљеничним влакнима, металним честицама)
|
Као што су ПЛА ојачани угљеним влакнима, филаменти налик дрвету, материјали испуњени металима итд., Дају штампаним деловима побољшана механичка својства или декоративне ефекте. Неке компаније већ користе ПЛА од угљеничних влакана за делове беспилотних летелица и шкољке робота. Ови материјали узрокују значајно трошење млазница током штампања; препоручује се употреба очврснуте челичне млазнице. |
Водич за избор боја
У погледу избора боја, потрошни материјал за ФДМ штампање такође показује богату разноликост. Међу њима, ПЛА филаменти нуде најопсежнији распон боја, од основних црвених, жутих, плавих и зелених до хладних градијентних боја, флуоресцентних, сјаја у мраку и других специјалних ефеката, задовољавајући готово све ваше маштовите креативне потребе . АБС и ПЕТГ такође имају много опција боја и често се користе у сценаријима који захтевају одређену чврстоћу или отпорност на временске прилике. Иако ТПУ има релативно мање избора, основно штампање у боји је и даље могуће. Што се тиче композитних материјала попут дрвета, угљеничних влакана и метала, они се првенствено истичу по својој текстури материјала, са релативно фиксним бојама као што су дрво, чађа и метално сива, које се углавном користе за постизање специфичних изгледа или механичких својстава.
Као професионални пружалац услуга 3Д штампања по мери, нудимо разне технологије штампања као што су ФДМ, СЛА, ЛЦД и СЛМ како бисмо задовољили различите потребе, од дизајна прототипа до производње малих серија. Било да сте образовна установа, тим произвођача или корпоративни клијент, можемо пружити прилагођена 3Д решења за штампање. Да бисте сазнали више, слободно посетите нашу Услуга 3Д штампања Платформа.
Подешавања и параметри 3Д штампања ФДМ
Да бисте постигли најбоље перформансе од ФДМ штампача, добре машине и материјали нису довољни; подешавања параметара су права „душа“. Подешавање неколико основних параметара директно одређује прецизност, чврстоћу и естетику штампаних делова:
Температура топљења
Различити материјали захтевају специфичне температуре (нпр. ПЛА 190-220 ° Ц, АБС 230-250 ° Ц). Прениска температура може довести до лошег пријањања слоја, док превисока може изазвати зачепљење жица или зачепљење млазница.
Пречник млазнице висине слоја
Висина слоја од 0,1-0,3 мм са млазницом од 0,4 мм је уобичајена конфигурација. Ако се пожели високи детаљи, може се одабрати млазница од 0,2 мм висине 0,2 мм, али време штампања ће се значајно повећати, погодно за фине моделе или комаде екрана.
Структуре подршке густини пуњења
Густина пуњења (10-100) одређује снагу и тежину дела; Функционални делови индустријског квалитета често користе 50 пуњења саћа. Структуре подршке морају се интелигентно генерисати на основу углова прекривања (> 45 °) да не би оштетиле површину током уклањања.
3Д штампање ФДМ вс СЛА
У дискусијама о 3Д технологијама штампања ФДМ се готово увек упоређује са СЛА (стереолитографија). Разлог је једноставан - ова два представљају најосновнија, али технолошки различита решења за штампање. ФДМ је познат по ниској цени и свестраности, док СЛА одликује великом прецизношћу и детаљима. Поређење између њих двоје постало је један од најкритичнијих критеријума процене за кориснике приликом избора опреме за 3Д штампање.
Поређење технологије
| Аспект поређења | ФДМ (Моделирање фузираног таложења) | СЛА (стереолитографија) |
|---|---|---|
| Прецизност штампања |
Просечна висина слоја 0,1–0,3 мм, видљиве линије слоја на површини
|
Висока, до 0,025 мм, глатка површина
|
| Брзина штампања |
Бржи, погоднији за развој прототипа и средње до велике делове
|
Релативно спорији, погодан за ситне прецизне отиске
|
| Врсте материјала |
ПЛА, АБС, ТПУ, ПЕТГ, композитни филаменти итд.
|
Фотосензибилне смоле, релативно мање врста
|
| Трошак штампања |
И опрема и потрошни трошкови су ниска, врло ниска улазна баријера
|
Цене опреме и потрошних производа су високе, трошкови накнадне обраде су такође високи
|
| Оперативне потешкоће |
Једноставан и једноставан за употребу, погодан за почетнике
|
Захтева чишћење и очвршћавање, сложенији рад
|
| Изградите волумен |
Велика запремина конструкције, погодна за израду конструкцијских делова
|
Мала запремина израде, погодна за прецизне моделе (машине индустријског квалитета имају веће запремине израде и могу подржати шаржно штампање, али по већој цени)
|
| Применљиви сценарији |
Образовање, произвођачи, кућна употреба, инжењерски прототипови, функционални делови
|
Медицински, накит, индустријски прецизни калупи, узорци екрана
|
Дакле, иако СЛА 3Д штампање делује боље у погледу прецизности и квалитета површине, ФДМ има свеобухватније предности у трошковима, компатибилности материјала, оперативној практичности и обиму израде, чинећи га посебно погодним за производњу свакодневних функционалних делова и за образовне и креативне примене.
Кључне предности ФДМ 3Д штампања
Изузетно висока економичност
Било да се ради о штампарској опреми или потрошним трошковима, ФДМ је значајно нижи од СЛА, што га чини посебно погодним за поједине кориснике, образовне установе и мала и средња предузећа са ограниченим буџетима. На пример, кашика од 1 кг ПЛА је веома приступачна, док је фотосензитивна смола значајно скупља по јединици.
Богата разноликост материјала, широке примене
ФДМ подржава разне термопластичне материјале, укључујући круте, флексибилне и композитне материјале, који се могу користити за штампање структурних делова, убода, учвршћења, креативних фигурица, делова домаћинства итд., Нудећи практичност далеко изван СЛА.
Операција прилагођена корисницима, лако одржавање
Нема руковања смолом, нема јаких мириса, јасних оперативних поступака; чак и почетници могу брзо започети, што га чини погодним за употребу у школама, канцеларијама или кућним окружењима.
Погодно за штампање великих размера и серија
ФДМ машине подржавају веће количине израде, погодне за штампање средњих до великих делова. У комбинацији са могућностима штампања са више глава, брзим резањем и серијским штампањем, ефикасност производње може се ефикасно повећати.
Технички пробоји и трендови развоја ФДМ 3Д штампања
Не мислите да је ФДМ само за прављење малих ситница. Са напретком у науци о материјалима, прецизности опреме и нивоу интелигенције, ФДМ 3Д технологија штампања непрестано пробија своја ограничења и продире у професионалнија и врхунска подручја примене.
Аероспаце
Аирбус користи УЛТЕМ ™ 9085 материјал са ФДМ технологијом за штампање компоненти лета за авион А350 КСВБ. Овај материјал има висок однос чврстоће и тежине и својства отпорна на пламен, значајно смањујући трошкове производње и време производње.
Медицинско поље
Материјал полиетер етер кетона (ПЕЕК), због своје одличне биокомпатибилности и механичких својстава, користи се за 3Д штампање прилагођених кранијалних имплантата и ортопедских инструмената, задовољавајући персонализоване медицинске потребе.
Паметна производња
ФДМ штампање постепено постиже аутоматизацију и интелигенцију. Интегрисањем АИ алгоритама и система за праћење у реалном времену могуће је открити и исправити недостатке током процеса штампања, побољшавајући квалитет и ефикасност штампања.
Поред тога, развој ФДМ опреме индустријског квалитета се убрзава, са великим 3Д штампачима који могу да направе запремине веће од 1 кубичног метра, омогућавајући штампању великих, сложених делова да задовоље потребе индустрија попут аутомобила и грађевинарства.
Иако ФДМ има предност у популарности, његови недостаци, попут ниске међуслојне чврстоће и слабе отпорности на температуру, и даље ограничавају примену врхунског квалитета. На пример, затезна чврстоћа најлонских делова ФДМ износи само око 80 делова ињекционих делова, а њихова дугорочна температура рада не прелази 100 ° Ц. У будућности је потребно превазићи уска грла перформанси модификацијом материјала (нпр. Нано-пунило ојачање) и оптимизацијом процеса (нпр. Ултразвучним заваривањем).
Основна вредност ФДМ технологије лежи у омогућавању иновација по ниској цени. Било да студенти креирају дипломске пројекте или стартупи који потврђују прототипове производа, ФДМ нуди могућност „дизајна и изградње на захтев“. У међувремену, његова технолошка комплементарност са СЛА (нпр. ФДМ за функционалне делове СЛА за дисплеје) покреће 3Д штампање у еру „хибридне производње“. Као што стручњаци из индустрије предвиђају, ФДМ технологија ће видети шире примене у прилагођеној масовној производњи, а ова производна револуција ткана од термопластике далеко је од краја.