Основное руководство по моделированию наплавлением (FDM) – быстрая, точная и экономичная 3D-печать

Моделирование методом наплавления (FDM) — это процесс аддитивного производства, при котором машина точно выдавливает расплавленную пластиковую нить для создания детали. Нить выдавливается из нагретого конца и укладывается зигзагом для создания формы детали снизу вверх. Технология FDM может использоваться для быстрого прототипирования и широко известна своей скоростью, точностью и конкурентоспособной стоимостью. Детали очень жесткие, особенно по сравнению с селективным лазерным спеканием (SLS), что делает их идеальными для проектов, в которых предъявляются требования к жесткости.

В нашем мини-руководстве по FDM представлена информация о преимуществах, допусках и особенностях конструкции FDM.

Настоящие инженерные термопласты

Доступность широкого спектра инженерных термопластов дает FDM явное преимущество перед другими технологиями 3D-печати.

Помимо обширного выбора материалов, FDM предлагает широкий выбор цветовых вариантов.

• Белый
• Светло-серый
• Серый
• Темно-серый
• Черный
• Желтый
• Оранжевый
• Красный
• Зеленый
• Синий
• Темно-синий
• Слоновая кость
• Естественный
• Прозрачный натуральный
• Прозрачный янтарь
• Полупрозрачный красный

АБС:  АБС — это прочный и стабильный термопласт промышленного класса, доступный в широком диапазоне цветов и свойств материала.

Другие преимущества

Сложная геометрия

Свобода проектировать и производить изделия сложной геометрии и замысловатые внутренние конструкции — одно из величайших обещаний аддитивного производства. Технологии 3D-печати позволяют создавать детали, которые невозможно изготовить другим способом. Думайте нестандартно!

Точность 3D-печати FDM

Служба FDM компании Xometry позволяет производить детали с неизменно жестким допуском +/- 0,005 дюйма.

Большой объем сборки

Решение Xometry FDM предлагает большие объемы сборки до 36 x 24 x 36 дюймов.

Совет по дизайну 1:толщина стен

3D-принтеры производят детали путем последовательного наслаивания материала. Толщина стенок ограничена размером нити, а детали, толщина которых в два раза превышает толщину нити, обычно не печатаются успешно.

Функции только с одним слоем нити являются слабыми и неточными. Для несущих конструкций стены должны иметь толщину не менее 0,047–0,06 дюйма (1,2–1,5 мм) для достижения наилучших результатов, позволяя нити заполнить слои между слоями.

Стены без замкнутых профилей, таких как линии, также менее разрешены по сравнению со стенами, такими как круглые и замкнутые петли. В результате более тонкие и круглые стены ближе к дизайнерскому замыслу, чем стены с прямыми стенами.

Рекомендуемая толщина стены для несущих стен составляет не менее 0,047–0,06 дюйма (1,2–1,5 мм).

Совет по дизайну 2. Ориентация

Ориентация деталей в FDM оказывает огромное влияние на их общую прочность и внешний вид, особенно для мелких и концентрических элементов. Концентрические элементы лучше всего решаются, когда слои печатаются параллельно оси XY. Многие мелкие элементы (например, вкладки) становятся более четкими при печати параллельно оси XY.

Проектирование детали таким образом, чтобы хрупкие и концентрические элементы росли в одном направлении, поможет определить наилучшую ориентацию детали для печати.

Ориентация детали имеет значение

Совет по дизайну 3:отверстия

Xometry рекомендует проектировать отверстия для FDM диаметром более 0,04 дюйма (1 мм), чтобы сохранить круглую форму. Ориентация отверстий очень важна, и разрешение, как правило, лучше всего при печати параллельно оси xy. Это связано с тем, что отверстия очерчены концентрическими кругами нити, а не шахматными упорами между слоями. Чтобы повысить точность сквозных отверстий, Xometry может высверливать отверстия во время постобработки.

Отверстия в деталях FDM

Совет по дизайну 4:текст и мелкие детали

Текст и мелкие детали очень сложно печатать с помощью FDM, поскольку многие мелкие детали не учитываются в процессе печати, если они находятся ниже определенных допусков, таких как толщина нити. Рекомендуемая толщина выступающего текста должна составлять не менее 0,04 дюйма (1 мм) для правильной регистрации. Текст также должен иметь высоту не менее 0,04 дюйма (1 мм), но рекомендуется 0,047–0,06 дюйма (1,2–1,5 мм), чтобы он был разборчивым и избегал неожиданных ошибок, что позволит нескольким слоям нити накладываться друг на друга и снизить риск поломки. Вырезанный текст также должен соответствовать этим допускам для правильного разрешения. Обязательно используйте обычные или более крупные текстовые шрифты, но избегайте более сжатых и мелких шрифтов. Шрифты также должны быть ориентированы параллельно плоскости xy для достижения наилучших результатов, поскольку это позволит аккуратно разместить несколько слоев и избежать «сплющенных» символов и деталей.

Текст в файле CAD FDM

Совет по дизайну 5. Вкладки

Выступы очень чувствительны к поломке в FDM, особенно для более крупных деталей. Первое, что нужно сделать, это увеличить размер вкладки как можно больше (размер зависит от приложения и размера всей части).

Расположение язычков параллельно плоскости xy также повысит прочность язычка и уменьшит риск поломки. Интеграция сменного дизайна вкладок — еще один отличный способ использования вкладок в FDM, так что вкладки можно распечатать отдельно в наилучшей ориентации, а затем вставить в постобработку ориентации вкладок.

Вкладки в файле CAD FDM

Совет по дизайну 6:ребра

Еще одна отличная альтернатива галтели для повышения прочности опорных конструкций — добавление ребер. Это связано с тем, что ребра распределяют силу, приложенную к конструкции, на большую площадь поверхности. При создании ребер важно соблюдать допуски, указанные в разделе о толщине стенок, чтобы гарантировать, что они не будут слишком тонкими и не сломаются или не совпадут во время печати. По этой причине безопасная минимальная толщина ребра составляет 0,06 дюйма (1,5 мм), что позволяет разместить несколько слоев нити внутри каждого ребра.

Ребро в файле CAD FDM

Совет по дизайну 7:Угол наклона

Поскольку FDM выращивает деталь слой за слоем, пологие наклонные элементы приведут к более заметному эффекту ступенчатости.

Видимые ступенчатые эффекты в результате послойного роста.

Совет по дизайну 8:острые края

Острые углы или острые элементы могут приближаться к пределам разрешения FDM, что приводит к непредсказуемым физическим характеристикам. Один из способов решить эту проблему — немного утолщать элемент.

Особенности лезвия ножа

Совет по дизайну 9:Заполнения

Заполнение описывает, как твердая деталь должна быть заполнена материалом в процессе сборки. Xometry предлагает 3 варианта заполнения с разными свойствами.

Сверхлегкий:  Детали заполнения Xometry Ultralight заполнены одним узором перекрестной штриховки. Это самый легкий и дешевый вариант заполнения.

Джоэл Шадегг

Привет, я Джоэл, автор технического контента в Xometry! Я поставил перед собой задачу помочь таким клиентам, как вы, получить максимальную отдачу от опыта Xometry и добиться успеха в ваших проектах, используя свой практический опыт управления машинами, обработки деталей и обеспечения выполнения заказов.

Прочтите другие статьи Джоэла Шадегга