Понимание FDM 3D-принтеров: конструкция, работа и PDF-руководство

Это The Mechanical Post! и сегодня вы будете читать о том, что такое 3D-печать? Каковы ее типы? Преимущества и ограничения 3D-печати и многое другое…

Чтобы скачать PDF по 3D-печати нажмите на кнопку в конце статьи!

Что такое 3D-печать?

3D-печать — это аддитивный производственный процесс, помогающий создавать твердые модели с помощью 3D-принтера. Эти твердые модели сначала проектируются в CAD-софте, а затем отправляются на 3D-принтер для печати детали. Как следует из названия аддитивное производство, слои филаментного материала накладываются друг на друга для формирования 3-мерной модели.

Кто изобрел 3D-печать?

Технологию 3D-печати изобрел Чак Халл в 1983 году, и ему приписывают изобретение технологии SLA 3D-печати. В то время как технологию FDM 3D-печати изобрел Скотт Крамп, основатель компании Stratasys.

Типы технологий 3D-печати

Ниже приведены типы технологий 3D-печати:

• Моделирование расплавлением (FDM)
• Стереолитография (SLA)
• Маскированная стереолитография (MSLA)
• Селективное лазерное спекание (SLS)
• Цифровая световая обработка (DLP)
• Multi Jet Fusion (MJF)
• Прямое металлическое лазерное спекание (DMLS)
• Электронно-лучевое плавление (EBM)
• Ламинированное объектное производство (LOM)

Сегодня мы подробно обсудим самый распространенный тип 3D-печати — Fused Deposition Modelling (FDM).

Что такое FDM 3D-печать?

Моделирование расплавлением (FDM) или фabricация расплавленным филаментом (FFF) — это аддитивный производственный процесс, при котором пластиковый филамент нагревается и выдавливается через сопло слой за слоем снизу вверх. По мере остывания пластика он твердеет, и таким образом получается 3D-печатная деталь.

Основные компоненты FDM 3D-принтера

FDM или FFF 3D-принтер имеет следующие основные компоненты:

• Катушка филамента
• Экструдер с нагревательным элементом
• Подача (фидер)
• Механизм шаговых двигателей
• Строительная платформа

Изображение – Lemio, GFDL, via Wikimedia Commons

Катушка филамента

Катушка филамента — это катушка проволоки из термопластика с круглым сечением. Филамент поставляется в разнообразных цветах.

Изображение – Maurizio Pesce from Milan, Italia, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons

Экструдер с нагревательным элементом

Экструдер с нагревательным элементом заставляет термопластичный филамент размягчаться, а затем он выдавливается через сопло.

Подача (фидер)

Механизм подачи используется для непрерывной подачи филамента к экструдеру.

Механизм шаговых двигателей

Набор шаговых двигателей используется для обеспечения и контроля движений экструдера и строительной платформы в направлениях X, Y и Z.

Строительная платформа

Строительная платформа 3D-принтера — это место, где печатается 3D-деталь.

Работа принтеров Fused Deposition Modelling (FDM):

Изображение – Paolo Cignoni, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Деталь, которую нужно напечатать в 3D, сначала проектируется в CAD-софте.

После этого она экспортируется в файл формата .STL.

Этот .STL файл затем отправляется в слайсер-софт, например: Cura. В слайсере можно контролировать параметры печати: высоту слоя, температуру филамента и т.д.

После установки параметров файл сохраняется на SD-карту и вставляется в 3D-принтер. Или некоторые 3D-принтеры можно подключить напрямую через USB.

Выберите файл в 3D-принтере и настройте его соответственно.

Механизм подачи 3D-принтера забирает филамент и отправляет его в экструдер, где он нагревается до заданной температуры.

Филамент затем выдавливается слой за слоем на строительную платформу. Шаговые двигатели контролируют движение сопла и строительной платформы соответственно.

Материалы для 3D-печати

Ниже приведены часто используемые материалы для 3D-печати:

• Акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) пластик
• Полиэтилентерефталат (PET)
• Поликарбонат
• Нейлон
• Углеродное волокно
• Смолы и др.

Вам также может понравиться прочитать:

Что такое абразивная струйная обработка (AJM)?
Что такое электроэрозионная обработка (EDM)?
Процесс экструзии — подробное объяснение
Что такое ЧПУ-станок и какие бывают его типы?

Применение 3D-печати

Ниже приведены применения 3D-печати:

3D-печатная модель паровой турбины | Изображение – CMitchell, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

• 3D-печать используется в автомобильной промышленности от прототипирования до печати запасных частей.
• В обувной индустрии бренды вроде Adidas, Nike и др. используют эту технологию для печати обуви.
• В наши дни очки также печатаются в 3D.
• 3D-печать используется в медицинских целях: печать имплантатов, коронок и протезов в стоматологии, роботизированных рук и т.д.
• В образовании используется для печати 3D-моделей для лучшего понимания и обучения.
• 3D-печать также широко используется для прототипирования.

Преимущества 3D-печати

Ниже приведены преимущества 3D-печати:

• Высокая гибкость.
• Сложные детали можно легко изготовить.
• Отходы материалов снижаются.
• Последовательное качество печатаемых деталей.
• Высокая скорость производства.
• Изменения в дизайне можно легко вносить.

Недостатки 3D-печати

Ниже приведены недостатки 3D-печати:

• Потребление энергии 3D-принтерами высокое.
• 3D-принтеры дорогие с высокими начальными вложениями.
• На данный момент можно печатать ограниченное число материалов.
• При 3D-печати выделяются токсичные выделения.
• Существуют ограничения на финиш, который можно получить с помощью 3D-печати.

Ищете 3D-принтеры для покупки?

Ищете FDM 3D-принтеры в Индии? тогда вы можете рассмотреть эти 3D-принтеры.
Если вы нажмете на ссылку ниже на mehanicalpost.site и решите купить, мы можем заработать на квалифицированных покупках. Узнайте больше

Заключение

3D-печать имеет потенциал революционизировать производственную индустрию. У 3D-печати хорошие перспективы во многих секторах. 3D-печать может стать производственной технологией будущего. На данный момент технология сравнительно дорогая, что является одним из основных ограничивающих факторов, однако с развитием и все большим числом людей, знакомящихся с ней, эту проблему можно решить.
Вот и обзор 3D-печати.
Любите читать The Mechanical Post?

Дайте нам знать в комментариях, а также распространите слово среди коллег-механических инженеров с помощью социальных ссылок ниже.

До встречи — продолжайте учиться и читать The Mechanical Post!