Промышленные применения AT & 3D решений для профессионалов

Достижения использований технологии FGF могут изменить правила игры.

Использование технологии FGF (плавленого гранулированного производства) в аддитивном производстве, сделали эту технологию конкурентной из-за возможности 3D-печати легких, пенообразующих материалов, включая 3D-печать габаритных изделий. (Изображение любезно предоставлено компанией Piocreat.)

 

Когда-то дорогостоящая технология FGF (плавленого гранулированного производства) и к тому же имеющая большие ограничения, стала жизнеспособной после того, как ее начали использовать в 3D-печати с использованием различных материалов, включая пенообразующие материалы.

Аддитивное производство с использованием FFF (производство плавленой нити) неуклонно растет из-за демократичности стоимости оборудования и материалов, возможностей разнообразия в дизайне изделий, также надежности оборудования, включая металлический FFF, но зачастую этим технологиям не хватает возможности производить 3D-печать габаритных изделий. Технология FGF (плавленое гранулированное производство) является аналогом FFF (производство плавленой нити), но использует в качестве материала гранулы вместо нитей. Она предлагает те же преимущества, что и FFF, но использование гранул до определенного времени было менее рентабельно.

В течение последних лет лидеры отрасли неуклонно делали технологию FGF более доступной, экономичной, тем самым прокладывая путь к более экологически чистой 3D-печати для использования ее в серийном производстве. Итак, почему технология FGF становится приоритетным направлением, в то время как отрасль Аддитивных технологий разрабатывает все новые принтеры и материалы?

Преимущества технологии FGF

Основным преимуществом FGF (плавленого гранулированного производства) является то, что она преобразует исходный материал в гранулированную форму прямо на рабочий стол, доставляя его при помощи винтового привода. Так как нити изготавливаются из этого же исходного материала, то потенциально можно будет сэкономить на его процессе преобразования, исключив этот этап. В форме гранул скорость потока подачи материала легко увеличивается. Потому, что экструдеры, которые используются в FFF технологии, имеют сопло малого диаметра, через которое выдавливается нить, а экструдеры для FGF обычно имеет более крупный диаметр для подачи гранул, что значительно увеличивает скорость подачи материала.

Хотя все новые материалы каждый год постоянно появляются на рынке для FFF технологии, тем не менее есть много термопластов и других материалов, которые еще невозможно преобразовать в нить, такие как высокоуглеродистые волокна, которые трудно намотать на катушку. Возможность использовать гранулы больших размеров, также означает экономию средств, к тому же их часто легче найти на рынке материалов. Если использовать FFF технологию для 3D-печати изделия большого размера, то сразу возникают проблемы с поиском материала нужного количества для 3D-печати, так как надо менять несколько катушек во время работы. В технологии FGF это не является проблемой.

Для 3D-печати крупногабаритных деталей даже больший принтер технологии FFF потребует дополнительного времени, что означает более высокий риск проблем по выполнению работ. Принтеры FGF предназначены для печати больших размеров, что приводит к сокращению времени выполнения работ и повышению надежности. Поскольку они часто проектируются с несколькими тепловыми зонами, это также означает, что они обеспечивают возможность более быстрого перехода на новый материал.

Ведущие компании, развивающие технологию FGF

В то время как FGF по-прежнему является развивающимся методом 3D-печати, разработчики материалов и лидеры аддитивного производства приняли это к сведению и начали сотрудничать для создания и производства новых востребованных материалов.

«Потребность в гранулированных материалах и принтерах, которые способны 3D-печатью производить детали крупных размеров, очевидна», - сказал Уго да Силва, вице-президент компании DSM по аддитивному производству. «Работа бок о бок с инновационными производителями принтеров, такими как JuggerBot 3D, позволяет нам создавать материалы, а им обеспечивать клиентов надёжными 3D-принтерами».

image-center

3D принтер J3-44 от компании JuggerBot 3D имеет функцию Posi-Melt Screw, которая позволяет использовать гранул как материал, и сопло, которое предназначено для предотвращения просачивания. (Изображение любезно предоставлено компанией JuggerBot 3D.)

Химическая компания DSM, сформировала партнерство с JuggerBot 3D в 2019 году. С тех пор они продолжают совместную работу по развитию технологии FGF. Одной из проблем, которую необходимо преодолеть, является просачивание гранул на пути экструзии. В 3D-ппринтере  J3-44  по технологии FGF компания JuggerBot 3D для решения этой проблемы применила функцию Posi-Melt Screw. Наряду с возможностью использования различных термопластов, принтер имеет сопло Posi-Stop, которое устраняет просачивание и натягивание. 3D-принтер имеет размеры рабочей камеры построения 915 мм x 1 220 мм x 1 220 мм и, со слов компании, он производит 3D-печать деталей в 200 раз быстрее, чем другие 3D-принтеры. Комплект включает в себя интегрированную рабочую станцию, программное обеспечение с возможностью выполнения определения слоев построения c технологией послойного нанесения на рабочую платформу.

Производитель Discovery 3D Printers продвигает технологию FGF с момента выпуска своего первого 3D-принтера Super Discovery в 2016 году. С тех пор компания выпустила компактную версию 3D-принтера c увеличением времени на производство, но с улучшением проблемы с шероховатостью поверхности произведенной детали.

Недавно компания выпустила новую модель HYBRID, которая позволяет использовать как гранулы, так и нить с производительностью 2 кг в час. Он был разработан для увеличения возможностей, которых часто не хватало в ранних принтерах по технологии FGF, которые позволяют печатать более сложные детали.

Cincinnati Inc., производитель станков на заказ, сотрудничает с Центром проектирования и производственного мастерства Университета штата Огайо для развития аддитивного производства. Его промышленные принтеры Medium Area Additive Manufacturing (MAAM) используют экструдеры для нитей или гранул. Его инновационные экструдеры предназначены для точной печати на высоких скоростях. Возможность использования нитей или гранул обеспечивает универсальность при выполнении сложных работ.

«Принтер MAAM от Cincinnati Inc.,  расширяет линейку принтеров, которые мы можем предложить в центре университета, и еще больше выделяет штат Огайо как одного из мировых лидеров в области аддитивного производства», - сказал исполнительный директор центра Нейт Эймс. «Возможность 3D-печать деталей больших размеров материалами ULTEM, PEEK и PEKK открывает новый мир производственных возможностей».

Компания Colossus была основана в 2017 году с акцентом на разработку принтеров по технологии FGF. Их новейшая разработка, Colossus XS Series, имеет рабочую платформу построения 1600 x 1200 x 1300 и достигает скорости 3D- печати 200 мм в секунду. Наряду с разработкой новых технологий 3D-печати, также компания работает с colorFabb, лидером по производству нитей, для создания новых материалов для 3D-печати по технологии FGF. Это партнерство привело к превращению легкой нити LW-PLA от colorFabb в опцию материалов для FGF.

«Когда я впервые увидел LW-PLA в качестве нити для 3D-печати, я знал, что этот материал будет революционным для рынка технологии FGF», - сказал генеральный директор Colossus Филипп-Даниэль Мерийе. «Принцип разработан для технологии FGF. 3D-печать в два раза быстрее, в два раза легче, оба этих фактора увеличивают объем 3D-печати с геометрической прогрессией. Чем больше вы печатаете, тем сильнее эффект. Применение этого принципа к габаритным системам печати с использованием гранул означает, что вы можете легко чередовать высоту слоя 3D-печати от очень низкого до очень высокого с использованием форсунок в диапазоне от 1 мм до 8 мм, достигая широкого спектра результатов на одной машине. При правильном использования метода вспенивания и стабильности материала для экструзии при построении габаритных деталей, они могут быть изготовлены быстро, создавая при этом конкуренцию и финансовую выгоду в сравнении с традиционным методом производства».

Источник:  ENGINEERING.com

 

Поделиться статьёй: