Преимущества и недостатки моделирования методом наплавки

Моделирование методом наплавления (FDM) — это популярная форма аддитивного производства, которая включает плавление, экструзию и нанесение нити на печатную платформу для создания объектов слой за слоем. Процесс 3D-печати с моделированием методом наплавления высоко автоматизирован, поэтому после того, как вы отправите свой цифровой файл своему партнеру по 3D-печати, все, что ему нужно сделать, — это нарезать его, отправить на принтер и откалибровать печатную платформу.

FDM — популярный выбор для быстрого 3D-прототипирования, но его также можно использовать для создания медицинских устройств, специализированных производственных инструментов, автомобильных деталей и многого другого. Хотя FDM является наиболее распространенной формой 3D-печати, вам необходимо взвесить все за и против моделирования методом наплавления, чтобы определить, является ли этот процесс лучшим для ваших нужд. Вот что вам нужно знать.

Преимущества моделирования методом плавления

Скорость — одна из главных причин использования 3D-печати FDM. Вы можете напечатать готовую деталь в 3D за несколько минут или несколько часов, сократив время выполнения заказа и ускорив процесс прототипирования. FDM также позволяет печатать более крупные объекты, а легко масштабируемая конструкция принтеров FDM означает низкое соотношение цены и размера.

Когда дело доходит до материалов, у вас есть большой выбор с FDM. Принтеры FDM принимают широкий спектр материалов и цветов нитей, и они часто недороги. К распространенным материалам нитей FDM относятся акрилонитрилбутадиенстирол (ABS), полиэтилентерефталатгликоль (PETG), полимолочная кислота (PLA) и нейлон.

Недостатки моделирования методом плавления

Основным недостатком 3D-печати для моделирования методом наплавления является низкое разрешение. Относительно толстый слой FDM не только означает, что он не идеален для деталей с мелкими деталями, но также означает, что готовые изделия, скорее всего, будут иметь шероховатую поверхность и потребуют последующей обработки для достижения более гладкой поверхности. Хотя сглаживание паром, заполнение зазоров и адгезия эпоксидной смолы могут улучшить внешний вид детали, эти процессы также увеличат время производства. В результате принтеры FDM не подходят для изготовления деталей, требующих гладкой поверхности или высокого разрешения.

Поскольку принтеры FDM обычно размещают нити слой за слоем в одном направлении, полученные отпечатки анизотропны и склонны к разрыву, особенно там, где слои встречаются друг с другом. Например, детали FDM могут легко сломаться, если они сталкиваются с сжимающими силами, параллельными их слоям. Чередование слоев печати по осям X и Y может усилить отпечаток, но в большинстве случаев меньший вес детали FDM компенсирует небольшое снижение прочности.

Опорные конструкции необходимы при печати с помощью FDM, а это означает, что ваши отпечатки потребуют больше материала, времени и постобработки, чем если бы они были сделаны с помощью такого процесса, как HP Multi Jet Fusion, который не требует опорных конструкций. Существует множество процессов 3D-печати, для которых требуются вспомогательные конструкции, хотя они могут немного увеличить затраты и сроки.

Когда использовать FDM

Учитывая эти ограничения, есть проекты, в которых другой процесс 3D-печати, такой как стереолитография (SLA), может подойти лучше. Как и FDM, SLA создает детали слой за слоем, но, в отличие от FDM, SLA отверждает и отвердевает жидкую смолу посредством лазерной фотополимеризации. При сравнении SLA и FDM необходимо учитывать следующее:

Увеличить объем

3D-принтеры SLA обычно имеют меньшие строительные пластины, чем принтеры FDM, что ограничивает размер компонентов или партий. Широкоформатные 3D-принтеры SLA также встречаются реже, медленнее, дороже и расточительнее, чем широкоформатные FDM-принтеры, поэтому, если вам нужно печатать большую деталь или несколько более мелких деталей одновременно, FDM может быть более практичным.

Скорость печати

При печати мелких деталей разница в скорости между принтерами FDM и SLA часто незначительна. Однако, если вам нужно быстро производить более крупные компоненты, вы можете использовать сопла большего размера и более толстые слои, чтобы ускорить процесс печати на FDM-принтерах. Компромисс заключается в том, что ваш конечный объект будет иметь более низкое разрешение. Вы также можете использовать более низкий процент заполнения, чтобы ускорить печать, хотя это может привести к небольшому снижению прочности конечной детали.

Материалы

Принтеры SLA принимают несколько различных типов жидких смол, включая биосовместимые материалы, что делает эту технологию идеальной для прототипов медицинских устройств. Материалы SLA не подходят для многих промышленных требований и обычно бывают только черного, белого, серого, желтого, пурпурного и голубого цветов. У вас будет больше вариантов материала и цвета, если вы используете нити FDM, хотя, если вы ищете прозрачные или прозрачные материалы, вы, скорее всего, найдете подходящий для SLA. Также стоит отметить, что нити FDM обычно дешевле, чем смолы SLA, и дают больше деталей на единицу.

Разрешение, точность и чистота поверхности

Существует разница в качестве поверхности FDM и SLA из-за размеров слоев и того, как работает каждая технология. Как правило, принтеры FDM предлагают более низкое разрешение печати и могут даже печатать детали с видимыми линиями слоев.

С другой стороны, принтеры SLA могут достигать разрешения до 25 микрон благодаря точности лазерного закрепления и меньшему риску теплового расширения и сжатия. Таким образом, вам может быть лучше печатать на принтере SLA, если у вас сложный дизайн с тонкими элементами, органической структурой или небольшим компонентом, или если вам нужна гладкая поверхность или жесткие допуски на размеры.

Воплотите свои идеи в жизнь с помощью Fast Radius

Доступные нити FDM и высокая скорость печати делают его идеальным процессом для быстрого создания экспериментальных моделей или больших прототипов простых деталей. Однако он ограничен низким разрешением и многослойной отделкой поверхности. Если вы не уверены, подходит ли FDM для вашего проекта, обратитесь к эксперту.

Инженеры Fast Radius могут ответить на любые ваши вопросы о преимуществах и недостатках моделирования методом наплавки и помочь вам пройти весь производственный процесс. Мы даже можем помочь вам оптимизировать ваш дизайн для 3D-печати FDM, изготовить детали для конечного использования и многое другое. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать!

Если вы хотите узнать о высокоэффективных промышленных FDM-пластиках, принципах проектирования аддитивного производства и многом другом, посетите наш ресурсный центр.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату