Выбор устоявшегося аддитивного производства перед новыми технологиями: когда выбирать проверенные методы

Моделирование методом наплавленного слоя (FDM), иногда называемое наплавлением нити (FFF), — это производственный процесс, существующий со времен появления аддитивной технологии. С. Скотт Крамп разработал и коммерциализировал этот процесс в конце 1980-х и начале 90-х после основания Stratasys, и процесс FDM с тех пор стал синонимом того, как многие люди думают о 3D-печати сегодня.

3D-принтеры FDM работают путем экструзии термопластичных нитей через нагретую сопло и нанесения слоев расплавленного пластика на строительную платформу. После остывания слоев деталь готова.

Производство с технологией FDM часто проще и более прямое, чем использование новых аддитивных технологий вроде Carbon Digital Light Synthesis (DLS), стереолитографии (SLA) или HP MultiJet Fusion (MJF), потому что оно включает только тепло и пластик — никаких ванн, смол или ультрафиолетового света не требуется.

Передовой аддитивный производственный технологии вроде DLS и MJF захватывающие и обещают новые возможности — но это не обязательно значит, что они лучший подходящий вариант для каждого проекта. Часто продуктовые команды — привлеченные новизной и возбуждением новой технологии 3D-печати — упускают преимущества устоявшегося аддитивного производства вроде FDM. Однако во многих случаях FDM фактически даст лучшие результаты.

Почему выбирать устоявшееся аддитивное производство вместо новой 3D-печати?

Инженеры должны рассматривать использование устоявшегося аддитивного производства вместо новой 3D-печати потому, что эти методы выдержали десятилетия боевого тестирования. Поскольку FDM широко использовался десятилетиями, у него более надежная база знаний, чем у новых технологий. Потому что они комфортны с процессом FDM и осведомлены о его ограничениях, инженеры и продуктовые команды могут строить с уверенностью и пробовать инновационные дизайны.

В терминах вариантов материалов, устоявшееся аддитивное производство опережает различные 3D-печатающие технологии. FDM совместим с широким спектром термопластов — от ABS до нейлона до TPU — которые были протестированы, отрегулированы и хорошо приняты на протяжении многих лет. Фактически, инженеры, привыкшие к другим процессам производства пластиков, таким как литье под давлением, могут легко использовать FDM-станок для построения детали из того же материала, который они обычно используют.

Сравнительно, материалы более молодых 3D-печатающих технологий все еще оцениваются, и через пять или шесть лет продуктовые команды могут обнаружить, что материал, который они использовали для своего последнего производственного запуска, не был лучшим выбором для обеспечения долгосрочной производительности. Инженеры могут устранить эту потенциальную точку боли полностью, используя устоявшееся аддитивное производство.

Больше того, FDM — единственная аддитивная технология, совместимая с ULTEM® (PEI), единственным высокопроизводительным термопластом, одобренным для использования в аэрокосмической отрасли. Используя устоявшееся аддитивное производство, инженеры могут преследовать более сложные, инновационные варианты использования в строго регулируемых отраслях.

Другой фактор, обещающий более широкую дизайнерскую и инженерную гибкость в процессе FDM — физический размер станков FDM и их рабочих пространств. Станки FDM обычно больше новых 3D-печатающих технологий, что позволяет создавать более крупные детали. Станки MJF, SLA и DLS все предлагают меньшие рабочие пространства, таким образом ограничивая размер производимых деталей.

Наконец, FDM обычно более надежен, чем новая 3D-печатающая технология, когда речь идет о быстром прототипировании 3D. Этот процесс быстрый, надежный, эффективный и идеален для создания множественных прототипов без увеличения затрат.

Выбор между аддитивными производственными технологиями

Эти ключевые преимущества неwithstanding, устоявшееся аддитивное производство имеет свои недостатки. Например, FDM обычно не рекомендуется для потребительских продуктов или применений, для которых требуется чистая поверхностная отделка, так как экструзия нити часто оставляет заметные текстурные различия на детали. Это также может быть сложно создавать крошечные особенности или решетки с использованием FDM. В ситуациях вроде этих, было бы более разумно использовать более новую 3D-печатающую технологию.

Когда речь идет о выборе между аддитивными производственными технологиями, лучше всего рассматривать размер и геометрию первыми. Эти факторы сузят пул перспективных процессов значительно. Если инженер хочет напечатать большую пластиковую деталь, они могут быть уверены, что FDM, вероятно, среди лучших вариантов для производства.

Если инженер хочет напечатать деталь, более скромную по размеру, они могут рассматривать более широкий спектр процессов, сохраняя в уме, что Carbon DLS рекомендуется только для деталей меньше ладони руки. Если инженер хочет напечатать потребительский продукт со сложными деталями или высоким разрешением, они лучше сузят свою оценку до DLS, SLS или MJF.

После того как размер и форма учтены, инженеры и продуктовые команды могут стать более гранулярными и начать думать о материалах, стоимости, скорости производства и объеме, и больше.

Строительство лучших деталей с экспертным советом и руководством

Когда речь идет об аддитивных производственных технологиях, новее не всегда лучше. FDM был разработан более тридцати лет назад, но все еще входит в топ аддитивных производственных технологий для быстрого прототипирования и производства крупных деталей.

Плюс, оно опережает различные 3D-печатающие технологии когда речь идет о доступных материалах. Тем не менее, есть случаи, в которых новая 3D-печатающая технология предлагает что-то, чего устоявшееся аддитивное производство не может. За продуктовыми командами — сделать свою должную осмотрительность, чтобы убедиться, что они выбирают лучшее подходящее аддитивное технологию для своего данного проекта.

Наша команда в Fast Radius имеет обширный опыт с FDM и новыми аддитивными технологиями. Мы можем помочь вам выбрать правильный процесс для вашего проекта и предоставить поддержку дизайна для производства (DFM) для всех технологий, которые мы предлагаем. Ознакомьтесь с некоторыми из нашей работы по разработке и дизайну продуктов аддитивного производства для клиентов вроде Satair, Colgate-Palmolive и Steelcase. Мы поможем вывести ваш проект на новый уровень. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать.

Для дополнительных инсайтов аддитивных технологий, ознакомьтесь со связанными статьями в центре обучения Fast Radius.

Готовы сделать ваши детали с Fast Radius?

Начните ваш расчет стоимости