Разница между промышленными FFF и настольными 3D-принтерами

За последнее десятилетие 3D-печать вызвала много шума, но вряд ли это новое изобретение. Хидео Кадама в 1981 году стал пионером того, что сейчас известно как аддитивное производство, когда он описал систему быстрого прототипирования, которая могла создавать модели с использованием нескольких слоев затвердевших фотополимеров. С тех пор инженеры не перестают вводить новшества в области 3D-печати. Промышленность даже породила множество медицинских приложений, производя 3D-печатные мочевые пузыри, почки, протезы ног и кровеносные сосуды только в период с 1999 по 2010 год.

Возможно, самая важная эпоха в истории 3D-печати — это середина 2000-х годов, когда аддитивное производство становилось все более демократичным. В 2009 году срок действия старых патентов на производство плавленых нитей (FFF) истек, и рынок заполонили настольные принтеры. Теперь и любители, и опытные инженеры могут создавать проекты САПР и строить практически все, что захотят, от болтов до игрушек и огнестрельного оружия. Однако существует большая разница между промышленным моделированием методом наплавления (FDM), торговой маркой Stratasys для FFF и экструзией нитей в домашних условиях.

Общая технология промышленного и настольного FFF

Промышленный и настольный FFF используют одни и те же основные процессы, а это означает, что они оба используют нагретое сопло для плавления термопластичного материала и экструзии его по одному слою до тех пор, пока не будет сформирован твердый продукт. Более того, последние достижения в области экструзии нити для настольных ПК немного приблизили их к техническим возможностям промышленной печати.

Промышленный FFF известен своей высокой точностью, потому что он имеет более жесткий контроль из-за параметров обработки во время печати. Промышленные принтеры FFF используют алгоритмы калибровки, нагреваемые камеры, двойную экструзию и более высокие температуры печати для обеспечения высокого качества печати. Многие представленные на рынке высокопроизводительные экструзионные принтеры для нити накаливания обладают теми же функциями и могут даже производить детали с относительно высокой точностью размеров и минимальным размером элемента, что приближается к нюансам, достигаемым промышленным FFF.

Однако известно, что как любители, так и инженеры смешивают настольную печать с печатью промышленного уровня. Многие инженеры используют мелкомасштабную экструзию нити для создания прототипов. Однако прототипы, изготовленные с помощью настольного FFF, не будут иметь тех же механических свойств, что и прототипы, созданные с использованием технологии промышленного уровня. Помимо фундаментального технологического сходства и возможностей для детализации, промышленные и настольные FFF значительно различаются.

Ключевые различия между FFF промышленного класса и экструзией нити

Промышленный сорт FFF, популярный среди производителей добавок, предназначен для малых и средних производственных циклов, печати пресс-форм для мелкосерийного литья под давлением и быстрого изготовления крупных прототипов. Эти принтеры имеют большие области печати, поэтому они могут производить одну или две большие детали или несколько копий более мелких деталей за одну печать. Принтеры промышленного класса, такие как Stratasys F900, также известны своей повторяемостью и надежностью. Чего нельзя сказать о домашних 3D-принтерах.

Меньшие принтеры также не могут соответствовать сертификатам материалов, необходимым для приложений FFF промышленного уровня. Например, ULTEM® (PEI) — один из немногих материалов на рынке, который соответствует нормам пожарной и дымовой токсичности для использования в аэрокосмической отрасли и несовместим с настольными принтерами. Подобные результаты не могут быть воспроизведены. То же самое относится к растворимым вспомогательным материалам и широкому спектру инженерных пластиков, используемых с FFF промышленного класса.

Во время обработки эти материалы часто обрабатывают добавками, чтобы придать им определенные свойства, на которые инженеры обращают внимание при создании продуктов для промышленных целей, таких как химическая стойкость или большая прочность. Таким образом, промышленный FFF является отличным выбором для изготовления прототипов, специализированных деталей и высокопроизводительных потребительских товаров, таких как упаковка для пищевых продуктов и лекарств.

Настольный принтер, лучше подходящий для тех, кто хочет создавать прототипы небольших объемов деталей или экспериментировать с экструзией нити в свободное время, также может использоваться для небольших партий функциональных деталей в гораздо меньших масштабах. Благодаря широкому вниманию средств массовой информации и растущей популярности 3D-печати материалы для настольной печати стали широко доступны. Из стандартного PLA легко печатать, и он может создавать более мелкие детали, которые любители могут искать в игрушках или сложных моделях, в то время как ABS обеспечивает большую прочность и термостойкость.

Печать на домашнем принтере также намного доступнее, чем печать на промышленном FFF. Хороший принтер офисного уровня стоит около 50 000 долларов по сравнению с промышленными машинами, которые часто стоят сотни тысяч долларов в полном комплекте. Однако домашние филаментные экструзионные принтеры требуют высокого уровня обслуживания со стороны пользователя и почти постоянной калибровки, на что у инженеров и крупных производителей не всегда есть время. Тем не менее, небольшой принтер для экструзии филамента — хороший выбор для любителей.

Каков итог?

Потребители должны быть осторожны, чтобы не смешивать промышленный FFF с настольным FFF или предполагать, что они могут получить те же преимущества от одной машины, что и от другой. Промышленный FFF будет наиболее полезен для инженеров из-за большого размера машин и особых механических свойств, обеспечиваемых FFF промышленного класса. Любителям или компаниям, которые хотят создавать простые прототипы, подойдет небольшой настольный 3D-принтер для быстрой и экономичной сборки.

В Fast Radius мы помогаем инженерам и проектировщикам воплощать свои идеи в жизнь с помощью моделирования промышленного наплавления и других динамических процессов. Наша преданная команда инженеров-экспертов проведет ваш следующий проект до самого конца, от идеи до производства и реализации. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить предложение.

Готовы узнать больше о различных типах принтеров и процессов? Ознакомьтесь с соответствующими статьями блога в нашем центре ресурсов.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату