3D-печать FDM:настольная и промышленная

Моделирование методом наплавления (FDM) часто ассоциируется с идеей дешевой 3D-печати. Фактически, низкая стоимость и относительная простота процесса FDM делают его идеальным для использования в различных приложениях. Еще одним преимуществом является цветная печать, что снижает затраты на постобработку. В FDM-принтерах в сопло подается тонкая нить из термопласта (т. е. пластика, плавящегося при нагревании, затвердевающего при комнатной температуре). Сопло нагревает и плавит пластик, который затем последовательно наносится тонкими слоями для создания 3D-моделей.

В настоящее время процесс 3D-печати FDM можно использовать в различных сегментах и ​​приложениях как для потребительской, так и для промышленной 3D-печати.

Настольная 3D-печать

Настольная 3D-печать или бытовая FDM-печать предназначена для любителей и домашних пользователей с небольшими, доступными и простыми в использовании 3D-принтерами. Это позволяет потребителям или любителям экспериментировать со своими проектами САПР и получать представление об их осуществимости. Так как нити FDM дешевле и по цене, это дает большой простор для корректировки исходного дизайна и любых модификаций.

Возможности

• Цена: FDM — один из самых дешевых вариантов печати, доступных на рынке. Его цена может начинаться уже с 200 евро. Это дешево с точки зрения печати, а также материала для сборки. По сравнению со своими аналогами, такими как SLA и MJF, которые также в основном используются для прототипирования, FDM дешевле и обеспечивает простое производство.
• Увеличить объем: Бытовые 3D-принтеры предназначены для домашнего использования. Следовательно, их можно назвать мини-версией своих профессиональных собратьев. Размер печати варьируется от 10 x 10 x 10 мм до 200 x 200 x 200 мм.
• Материалы: Наиболее распространенными материалами для любительской 3D-печати являются PLA, ABS, PETG, ASA. Они дешевы и легко доступны.
• Решение: Обычное разрешение настольного 3D-принтера составляет 100–1000 микрон по оси X–Y и около 500 микрон (0,5 мм) по оси Z.

Приложения

Большинство настольных 3D-принтеров не обладают достаточной мощностью и эффективностью, чтобы их можно было использовать для быстрого прототипирования в промышленных приложениях. Они предназначены для любителей и домашних пользователей, которые хотят создавать запасные части, индивидуальные предметы, игрушки, декоративные предметы и т. д. Процесс печати обычно медленный; печать сложного дизайна может занять несколько часов и часто требует контроля со стороны пользователя. Ограничения в отношении материалов для печати и скорости означают, что потребительские 3D-принтеры лучше всего использовать в домашних условиях.

Ограничения

• Меньший объем сборки: Объем сборки настольных 3D-принтеров редко превышает 200 х 200 х 200 мм. Это ограничивает приложения принтера небольшими объектами.
• Низкое разрешение: Настольные 3D-принтеры обычно печатают со скоростью 100 микрон. Это значительно ниже самого низкого разрешения, доступного на профессиональных принтерах.
• Меньший выбор материалов: Бытовые 3D-принтеры могут использовать для печати лишь несколько пластиковых материалов.
• Низкая скорость печати: Низкая скорость печати и частые ошибки при печати являются основными проблемами для широкого распространения 3D-печати.
• Низкая точность: Хотя точность постепенно улучшается с каждым поколением настольных 3D-принтеров, она остается ниже среднего по сравнению с профессиональными 3D-принтерами. Это ограничивает сложность объектов, которые можно распечатать.

Промышленная 3D-печать

Промышленная 3D-печать (также называемая «профессиональной 3D-печатью») — это промышленный аналог потребительской 3D-печати. Он в основном используется для концептуального моделирования, оснастки, производства, функциональных прототипов, а также деталей для конечного использования. Профессиональные принтеры, такие как 3D-принтеры Stratasys, значительно дороже, мощнее и эффективнее, чем настольные принтеры.

Возможности

• Цена: Профессиональные 3D-принтеры используются дизайнерами и производителями продукции для изготовления форм и прототипов. Они также должны быть способны эффективно печатать большие объекты и, следовательно, дороги. Строительный материал тоже дорогой. Обычно это в 5–6 раз больше, чем при обычной печати.
• Объем создания: Объем сборки является важным фактором для профессиональных 3D-принтеров, поскольку он определяет самую большую деталь, которую можно построить за один раз. Размер сборки варьируется от 200 x 200 x 300 мм до 914 x 610 x 914 мм в зависимости от принтера.
• Материалы: Наиболее распространенные материалы:ПК, ABS M30, ULTEM.
• Решение: Разрешение относится к минимальной толщине слоя сборки. Это ключевое требование для профессиональных приложений. Профессиональные принтеры могут печатать с разрешением до 16 микрон (Stratasys Objet1000). Высокопроизводительные промышленные принтеры могут печатать даже слоями толщиной всего три микрона (3D Systems Pro 60 HD).

Материалы

Одним из главных преимуществ промышленных принтеров по сравнению с их настольными аналогами является диапазон материалов, из которых они могут печатать. Большинство производителей имеют собственный специально разработанный портфель запатентованных материалов. Широкий спектр доступных материалов означает, что конечные пользователи могут выбрать материал, соответствующий их требованиям к печати.
Промышленные принтеры также позволяют использовать гораздо более современные материалы. Например, Xometry предлагает специальный вариант 3D-печати FDM для деталей из АБС-пластика материалом M30 Stratasys, который обладает более высокой прочностью и лучшими свойствами, чем стандартный вариант.

Приложения

Концептуальное моделирование

Концептуальное моделирование включает в себя воплощение идей и концепций на ранней стадии в жизнь. Концептуальное моделирование распространено в дизайнерских, инженерных и архитектурных фирмах для тестирования, проверки и улучшения первоначальных необработанных проектов.

Производство пресс-форм

Профессиональные 3D-принтеры позволяют производителям изготавливать пресс-формы и отливки для инструментов, приспособлений и приспособлений в течение нескольких часов, что значительно сокращает время производства.

Быстрое производство

Снижение затрат и более высокая скорость производства означают, что производители могут использовать 3D-принтеры для создания конечных деталей напрямую, без инструментов. Быстрое производство может стать жизнеспособной альтернативой конвейерному производству в ближайшие несколько лет, если технологии 3D-печати будут развиваться нынешними темпами.

Быстрое прототипирование

Одним из ключевых преимуществ профессиональных принтеров является их способность изготавливать движущиеся части из различных материалов. Это позволяет производителям производить полнофункциональные прототипы для целей тестирования. Быстрое прототипирование может повысить производительность и помочь выявить ошибки на ранних этапах процесса проектирования.

Ограничения

Дорогая печать

Дороговизна в печати возникает из-за дорогого строительного материала. Существуют и другие процессы, такие как SLA и SLS, которые находятся почти на одном уровне цен и также предлагают разные материалы.

Заключение

В таблице ниже приведены краткие сведения об обоих типах принтеров.

	Настольная 3D-печать	Промышленная 3D-печать
Цена принтеров	€	€€€
Увеличить объем	от 10 x 10 x 10 мм до 200 x 200 x 200 мм	от 200 x 200 x 300 мм до 914 x 610 x 914 мм
Решение	~1000 микрон (X-Y) – 500 микрон (Z)	~3 – 16 микрон
Скорость	Низкий	Высокий
Точность	Средний	Высокий

Xometry Europe предлагает быстрые, надежные и высокоточные услуги промышленной 3D-печати FDM. Благодаря нашему механизму мгновенного расчета стоимости и нашей сети, насчитывающей более 2000 производителей, мы обеспечиваем беспрепятственный процесс производства деталей, от расчета стоимости до доставки на дом.