Промышленные применения AT & 3D решений для профессионалов

Моделирование методом послойного наплавления FDM/FFF

Использование пластмассовой нити, которая послойно наносится через нагретый экструдер на рабочую платформу, является точным и надежным методом 3D-печати, который удобен при офисном или студийном использовании.

Моделирование методом послойного наплавления (FDM — Fused deposition modeling, FFF — Fused Filament Fabrication)

01| Технология моделирования методом послойного наплавления

fdm-steps(1).jpg

Экструзия термопластичного материала является самым распространенным и узнаваемым видом 3D-печати. Наиболее популярным названием этого процесса является Fused Deposition Modeling (FDM) (моделирование методом послойного наплавления). Название коммерческое, зарегистрировано компанией Stratasys, первоначальным разработчиком.

Технология FDM компании Stratasys существует с начала 1990-х годов. Сегодня процесс FDM-печати перешел на промышленный уровень.

Распространенные 3D-принтеры начального уровня, появившиеся с 2009 года, в основном используют аналогичный процесс. Обычно его называют Fused Filament Fabrication или Freeform Fabrication (FFF) — изготовление произвольных форм.

Самые ранние машины RepRap и все последующие варианты их развития — общедоступные и коммерческие — используют метод экструзии. После того как против компании Afiniathere был подан иск о нарушении патентных прав компании Stratasys, возникает вопрос, как теперь будет развиваться рынок продукции начального уровня, когда все машины потенциально могут стать предметом разбирательства компании Stratasys с нарушителями ее патентов.

Процесс работает с использованием плавления пластмассовой нити, которая послойно наносится через нагретый экструдер на рабочую платформу в соответствии с 3D-данными, передаваемыми на принтер. Каждый слой по мере нанесения отвердевает и связывается с предыдущим слоем.

Компания Stratasys разработала ряд патентованных материалов промышленного класса для своего процесса FDM. Материалы пригодны для некоторых областей в производстве. На рынке продукции начального уровня ассортимент материалов довольно ограничен, но постоянно растет. Наиболее распространенными материалами для 3D-принтеров FFF начального уровня являются пластики ABS и PLA.

Для FDM/FFF требуются опорные конструкции в любых областях с выступающими частями. Обычно применяют водорастворимый материал, который позволял бы относительно легко размывать опорные конструкции после завершения печати. В качестве альтернативного варианта можно использовать разрушаемые материалы опор, которые легко отламывать от детали руками. Опорные конструкции или их отсутствие обычно ограничивают возможности 3D-принтеров FFF начального уровня. По мере развития и усовершенствования систем включением двойных экструзионных головок, это стало меньшей проблемой.

FDM является точным и надежным процессом, который относительно удобен при офисном/студийном использовании, хотя при этом может потребоваться значительная последующая обработка изделий. На начальном уровне, как и следовало ожидать, FFF производит гораздо менее точные модели, однако, изделия постоянно совершенствуются.

Данный процесс может замедляться при выполнении некоторых геометрических конфигураций деталей. К тому же может иметь место проблема с адгезией между слоями, в результате чего детали не получаются водонепроницаемыми. Однако эти проблемы могут быть решены последующей обработкой с использованием ацетона.