Экспертные советы по проектированию для FDM 3D-печати: точность и эффективность

Моделирование методом слоевого наплавления (FDM) — это экструзионный процесс 3D-печати. В этой технологии нить материала непрерывно подается через нагретую сопло, которое расплавляет материал. Сопло движется, нанося материал слой за слоем в форме предполагаемого объекта, пока тот не будет полностью сформирован.

Ниже приведены основные рекомендации по проектированию для FDM 3D-печати.

Ограничения по размеру

FDM способен печатать детали объемом до 914 × 610 × 914 мм. С другой стороны, минимальный размер печатаемой детали — 0,2 мм. Достигаемая точность — ±0,3% (мин. 0,3 мм).

Поддерживающие структуры

FDM строит детали слой за слоем. Если верхний слой не имеет достаточной поддержки от нижнего, он, скорее всего, обвалится. Эта проблема особенно актуальна для таких элементов, как мостики и нависающие элементы.

Мостики в FDM возникают, когда горизонтальные слои строятся между двумя точками опоры. Эти слои имеют тенденцию провисать при печати, так как под ними нет поддерживающих слоев. Одно решение — уменьшить расстояние между точками опоры. Другое — спроектировать поддерживающие структуры, которые обеспечат поддержку во время печати и будут удалены из конечного изделия.

Нависающие элементы

Нависающие элементы возникают, когда печатаемый слой поддерживается только с одной стороны слоями ниже. Недостаточная поддержка может привести к изгибу, закручиванию, вздутию и слабому сцеплению слоев. Эти проблемы не возникают, когда нависающий элемент находится под углом 45° или менее к вертикали. При таком угле сохраняется 50% поддержки от нижних слоев. Для более крутых нависающих элементов необходимо включать поддерживающие структуры.

Хотя они критически важны для определенных элементов, поддерживающие структуры приводят к расходу материала и увеличению времени печати. Они также оставляют следы на конечном изделии при удалении. Чтобы избежать использования поддерживающих структур, можно разделить модель на отдельные детали, напечатать их отдельно, а затем собрать после завершения печати.

Отверстия

Печать отверстий в экструзионных процессах может быть сложной. FDM обычно печатает отверстия меньшего диаметра, так как периметр каждого печатаемого слоя сжимает периметр предыдущего. Степень уменьшения зависит от размера печатающей сопла и диаметра отверстия, так как уменьшение прямо пропорционально отношению диаметра отверстия к диаметру сопла.

Обычно недостаточный размер учитывается заранее слайсером. Однако точность может варьироваться. Если точность отверстия критична, его можно доработать сверлом после завершения печати.

Эффект «слонья нога»

Во время FDM-печати сопло прижимает слой материала к предыдущему при печати. Это заставляет нижний слой детали, контактирующий с платформой, расширяться, образуя выступ, который называют «слонья нога». Это влияет на общую размерную точность детали. Эффект «слоньей ноги» можно избежать, добавив фаски или скругления к нижним частям объекта, контактирующим с платформой.

Углы

Острые края и углы будут слегка скруглены радиусом, равным размеру сопла принтера. Это связано с тем, что сопла FDM-принтеров круглые. Для несопрягаемых деталей это не проблема. Однако важно учитывать скругленные края при создании сопрягаемых деталей.

Хотите напечатать свои модели в 3D? Просто загрузите их в Xometry Instant Quoting Engine℠ и получите обратную связь по готовности к производству, а также расчет стоимости и сроков за секунды!