Русский 
Технология послойного наплавления (FDM), также известная как технология послойного наплавления (FFF) , в настоящее время является одной из самых популярных и широко используемых технологий 3D-печати. Она ценится за относительно низкую стоимость, простоту использования и совместимость с широким спектром материалов. Итак, как работает 3D-печать FDM? Эта статья призвана ответить на ваши многочисленные вопросы. Мы подробно рассмотрим основной механизм работы технологии послойного наплавления , от подготовки материала до послойного нанесения и производства конечного продукта, представив читателям четкую и всестороннюю техническую картину. Кроме того, мы также рассмотрим сильные и слабые стороны технологии FDM, а также ее практическое применение в различных отраслях, чтобы показать, как эта технология может способствовать дальнейшим инновациям и прогрессу в обрабатывающей промышленности.
Как работает технология послойного наплавления (FDM)?
Принцип работы технологии 3D-печати методом послойного наплавления (FDM) относительно прост и эффективен. Ниже представлен подробный процесс её работы:
1. Предварительная подготовка:
- Для начала вам потребуется 3D-модель целевого объекта, напечатанная на 3D-принтере . Перед изготовлением эти модели следует разделить и соединить, а затем выбрать соответствующий цвет или текстуру и другую информацию для эффекта рендеринга в соответствии с потребностями различных сцен. Модель можно разработать самостоятельно с помощью специализированного инструмента 3D-моделирования или использовать имеющиеся данные из интернета.
- На следующем этапе мы используем программное обеспечение для нарезки моделей, чтобы преобразовать 3D-модель в набор инструкций, которые сможет распознать 3D-принтер. На этапе нарезки модель горизонтально делится на тонкие слои, и генерируется файл G-кода, содержащий подробные данные, такие как траектория печати и скорость экструзии.
- При выборе материалов для FDM-принтеров (метод послойного наплавления) обычно используются PLA, ABS, PETG и другие термопластичные нити. В реальном производстве пользователи могут выбирать различные типы пластика в качестве материалов для печати в зависимости от своих потребностей. Выбор материала зависит от условий эксплуатации конечного продукта и требуемых физических свойств.
2. О процессе печати:
- Принтеру необходимо нагреть печатную платформу и экструзионное сопло до заданной температуры. После достижения заданной температуры платформа нагревается и поддерживается при этой температуре в течение определенного времени. Нагрев платформы помогает предотвратить деформацию модели, а нагрев сопла обеспечивает плавное расплавление проволоки.
- В процессе экструзии и нанесения материала система подачи проволоки подает проволоку в нагретый экструдер, где она расплавляется и экструдируется в сопло. Размер сопла регулируется путем управления вращением и перемещением сопла с помощью шагового двигателя, так что расплавленный материал равномерно распыляется на поверхность формы. Следуя инструкциям G-кода, печатающая головка точно перемещается по осям X и Y, так что расплавленный материал слой за слоем оседает на платформе, образуя таким образом первый слой объекта.
- После нанесения первого слоя печатная платформа опускает высоту следующего слоя, и печатающая головка продолжает наносить следующий слой материала. В этом процессе каждый слой может быть повторно нагрет и охлажден. Каждый слой плотно соединяется с остальными, образуя цельную трехмерную конструкцию .
- В процессе охлаждения и затвердевания расплавленный материал быстро охлаждается и затвердевает на воздухе, сохраняя свою напечатанную форму и структуру.
3. Работа над этим продолжится позже в рамках проекта:
- Для моделей с выступающими элементами может потребоваться использование опорных конструкций для их удаления в процессе печати.
- После печати важно аккуратно удалить поддерживающие конструкции, чтобы избежать негативного влияния на внешний вид модели. После печати поверхность объекта может выглядеть расслоенной или иметь шероховатую текстуру. Для оптимизации качества поверхности и улучшения ее эстетики можно использовать шлифовку, полировку или химическую обработку .
В чём преимущества FDM-печати?
Технология FDM (Fused Deposition Modeling) обеспечивает следующие преимущества:
1. Низкая стоимость
Технология FDM не использует лазеры, поэтому затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание оборудования низкие, а в качестве материалов для литья в основном используются промышленные конструкционные пластмассы, такие как ABS и PC , которые также имеют низкую стоимость. Поэтому большинство настольных 3D-принтеров в настоящее время используют технологию FDM.
2. Доступен широкий ассортимент формовочных материалов.
На основе проведенного анализа мы выяснили, что термопластичные материалы, такие как ABS, PLA, PC и PP, могут использоваться в качестве формовочных материалов для FDM-печати. Это распространенные конструкционные пластмассы, легкодоступные и недорогие.
3. Уровень загрязнения окружающей среды ниже.
Весь процесс включает только плавление и затвердевание термопластичных материалов и осуществляется в относительно закрытой камере для 3D-печати . Он не предполагает высоких температур или давления, а также не выделяет токсичных и вредных веществ. Поэтому он является очень экологичным.
4. Оборудование и материалы имеют меньшие размеры.
3D-принтеры, использующие технологию FDM, имеют меньшие размеры, а расходные материалы представляют собой рулонные нити, которые легко транспортировать и которые подходят для офисов, домов и других помещений.
5. Высокий коэффициент использования сырья.
Формовочные и вспомогательные материалы , которые не используются или выбрасываются в процессе эксплуатации, могут быть переработаны, обработаны и использованы повторно, что позволяет эффективно повысить эффективность использования сырья.
6. Постобработка относительно проста.
Большинство используемых в настоящее время вспомогательных материалов являются водорастворимыми, которые относительно легко отделяются. Постобработка по другим технологическим направлениям часто требует отверждения и другого вспомогательного оборудования, но FDM этого не требует.
Каковы ограничения технологии FDM?
Технология FDM (послойное наплавление) — распространенная технология 3D-печати, обладающая преимуществами высокой скорости изготовления, низкой стоимости и простоты эксплуатации, но также имеющая некоторые ограничения. Ниже перечислены основные ограничения технологии FDM :
1. Время формования увеличивается.
Поскольку движение сопла является механическим, скорость в процессе формования ограничена, поэтому время формования, как правило, занимает много времени и не подходит для изготовления крупных деталей.
2. Требуются вспомогательные материалы.
В процессе формования необходимо добавлять вспомогательные материалы, которые затем нужно удалять после печати. Для некоторых сложных компонентов удаление вспомогательных материалов может представлять определенные трудности.
Кроме того, благодаря развитию технологий, некоторые производители 3D-принтеров выпустили модели, не требующие использования поддерживающих материалов, и этот недостаток постепенно преодолевается.
Какие материалы используются в FDM-печати?
При FDM-печати (методе послойного наплавления) в основном используются следующие материалы:
- АБС (акрилонитрил-бутадиен-стирольный сополимер): обладает хорошей прочностью и износостойкостью, подходит для печати деталей, требующих высокой прочности и долговечности. Благодаря высокой температуре стеклования, детали, напечатанные из АБС, обладают хорошей термостойкостью . Часто используется в автомобильных деталях, корпусах бытовой техники и других областях.
- PLA (полимолочная кислота): изготавливается из возобновляемого кукурузного крахмала и обладает хорошей биоразлагаемостью. Детали, напечатанные из PLA, имеют гладкую поверхность, что подходит для печати моделей, художественных работ и других изделий, которые должны выглядеть красиво. Однако по сравнению с ABS, PLA обладает меньшей прочностью и ударопрочностью, а также может деформироваться при высоких температурах.
- ПЭТГ (полиэстер): обладает хорошей прозрачностью и химической стойкостью, а также высокой прочностью и ударной вязкостью. Подходит для печати функциональных деталей, требующих высокой прочности и долговечности, таких как механические детали, пресс-формы и т. д.
- ТПУ (термопластичный полиуретан): эластомер с превосходной эластичностью и гибкостью. Детали, напечатанные из ТПУ, обладают хорошей износостойкостью и сопротивлением разрыву, что делает их подходящими для печати деталей, требующих высокой эластичности и прочности, таких как уплотнения, резиновые изделия и т. д.
- Поликарбонат (ПК): обладает такими характеристиками, как ударопрочность, высокая прочность, высокая термостойкость и устойчивость к химической коррозии. Широко используется в строительстве, автомобилестроении, производстве медицинского оборудования, аэрокосмической отрасли, электронике и других областях.
- Полипропилен (ПП) и имитирующие его материалы : ПП нетоксичен, не имеет запаха, его прочность, жесткость, твердость и термостойкость выше, чем у полиэтилена, и он может использоваться при температуре около 100 °C. Имитирующий полипропилен материал имитирует преимущества полипропилена с точки зрения прочности и термостойкости, и одновременно компенсирует недостатки полипропилена в отношении ударной вязкости и хрупкости при низких температурах.
- Синтетический каучук: обладает высокой эластичностью, изоляционными свойствами, воздухонепроницаемостью, маслостойкостью, термостойкостью и т.д. Подходит для печати на бытовой электронике, медицинском оборудовании, гигиенических изделиях, автомобильных шинах и в качестве изоляционного материала.
- ППСФ (полифенилсульфон): новый конструкционный пластик, подходящий для работы в условиях высоких температур. Он способен выдерживать сильные удары, оставаясь при этом подверженным воздействию влаги и высоких температур, что делает его пригодным для материалов с высокой ударопрочностью, устойчивостью к растрескиванию под напряжением и химической стойкостью.
- Полиэтеримид (PEI): обладает превосходными термическими, механическими и химическими свойствами, высокой прочностью, износостойкостью и стабильностью размеров при высоких температурах. Идеально подходит для применения в аэрокосмической, автомобильной и военной отраслях.
Чем технология FDM отличается от других методов 3D-печати?
Технология FDM (Fused Deposition Manufacturing) имеет свои уникальные преимущества и ограничения по сравнению с другими методами 3D-печати. Ниже приведено сравнение FDM с SLA (Stereolithography), SLS (Selective Laser Sintering) и MJF (Multi Jet Fusion):
| метод 3D-печати | FDM (послойное наплавление) | SLA (стереолитография) | СЛС (селективное лазерное спекание) | MJF (многоструйный термоядерный синтез) |
|---|---|---|---|---|
| Технический принцип | Нагретые сопла расплавляют термопластичный материал и экструдируют его слой за слоем. | Ультрафиолетовый лазерный луч облучает жидкую фоточувствительную смолу для ее отверждения. | Лазер послойно спекает порошковый материал, образуя твердое вещество. | Технология струйной печати порошковым слоем создается послойно. |
| Точность печати | Средний размер слоя обычно составляет от 0,1 до 0,4 мм. | Высота и толщина слоя могут составлять всего 0,025 мм. | При умеренной толщине слоя обычно составляет от 0,1 до 0,2 мм. | Высокая, превосходная детализация. |
| Поверхность | Здесь есть полосы и эффект лестницы. | Гладкий и изящный, с превосходной детализацией. | Это зависит от размера частиц порошка и процесса спекания. | Изящный и детализированный |
| Скорость печати | Средний размер, подходит для мелко- и среднемасштабного производства. | Быстро, особенно для небольших моделей. | Относительно медленный процесс лазерного спекания и охлаждения. | Обычно быстрее, чем FDM |
| материальные затраты | Низкий, богатый материалами | Высококачественные, специальные смолы стоят дорого. | Средняя или высокая, в зависимости от типа порошка. | Возможно снижение из-за использования материалов. |
| затраты на оборудование | Низкий, легко популяризировать | Выше | Средний до высокого | Вероятно, выше, чем у устройств FDM. |
| Адаптивность материала | Термопластичная нить | Фоточувствительная смола | Порошкообразные материалы (нейлон, металл и т. д.) | Порошковый материал |
| Сила и производительность | Умеренная, в зависимости от материала. | Зависит от типа смолы. | Обычно более высокие и подходят для деталей высокой прочности. | В целом хорошие, с превосходными механическими свойствами. |
| Области применения | Образование, быстрое прототипирование, производство | Высокоточное моделирование (ювелирные изделия, медицинская техника) | Производство высокопрочных, сложных конструкционных деталей. | Высокая точность, быстрое производство и хорошие механические свойства для практического применения. |
Краткое содержание
Технология послойного наплавления (FDM), широко используемая в 3D-печати, продемонстрировала большой потенциал применения и ценность во многих областях, таких как дизайн продукции, прототипирование и образование. Понимание принципов её работы, ключевых элементов и способов оптимизации позволит нам лучше использовать эту технологию для удовлетворения различных потребностей. В то же время необходимо учитывать и преодолевать ограничения технологии FDM в практических приложениях.
Отказ от ответственности
Информация на этой странице представлена исключительно в ознакомительных целях. Компания LS не предоставляет никаких явных или подразумеваемых заверений или гарантий относительно точности, полноты или достоверности представленной информации. Не следует делать выводов о параметрах производительности, геометрических допусках, конкретных конструктивных особенностях, качестве и типе материалов или качестве изготовления относительно того, что будет поставлено сторонним поставщиком или производителем через сеть Longsheng. Ответственность за определение конкретных требований к деталям лежит на покупателе , запрашивающем ценовое предложение . Для получения дополнительной информации , пожалуйста, свяжитесь с нами .
Команда LS
LS — ведущая компания в отрасли, специализирующаяся на решениях для индивидуального производства. Имея более чем 20-летний опыт работы с более чем 5000 клиентами, мы специализируемся на высокоточной обработке на станках с ЧПУ , изготовлении изделий из листового металла , 3D-печати , литье под давлением , штамповке металла и других комплексных производственных услугах.
Наш завод оснащен более чем 100 современными 5-осевыми обрабатывающими центрами и сертифицирован по стандарту ISO 9001:2015. Мы предоставляем быстрые, эффективные и высококачественные производственные решения клиентам в более чем 150 странах мира. Будь то мелкосерийное производство или крупномасштабная индивидуальная разработка, мы можем удовлетворить ваши потребности с доставкой в течение 24 часов. Выбирая LS Technology , вы выбираете эффективность, качество и профессионализм.
Для получения более подробной информации посетите наш веб-сайт: www.lsrpf.com
Часто задаваемые вопросы
1. Что представляет собой процесс моделирования методом послойного наплавления?
Процесс послойного наплавления (FDM) заключается в подаче термопластичных материалов (таких как ABS, PLA и т. д.) в 3D-принтер в виде филаментов. Филаменты расплавляются в нагретом сопле и послойно наносятся на рабочую платформу в соответствии с заданными данными 3D-модели. После нанесения каждого слоя материал быстро охлаждается и затвердевает, образуя твердую деталь. По мере того, как рабочая платформа послойно опускается (или сопло послойно поднимается), весь процесс повторяется до тех пор, пока весь объект не будет полностью напечатан.
2. Для чего используется моделирование методом послойного наплавления?
Технология FDM широко используется во многих областях благодаря своей низкой стоимости, простоте эксплуатации и доступности материалов. Она в основном применяется для прототипирования, помогая дизайнерам и инженерам быстро проверять осуществимость и функциональность проектируемых изделий. Кроме того, FDM также используется в производстве и изготовлении деталей на заказ, таких как автомобильные детали, компоненты для аэрокосмической отрасли, медицинское оборудование и т. д. Благодаря возможности индивидуальной настройки под нужды, она также широко используется в сфере художественного творчества и образования.
3. Как работает технология FDM?
Принцип работы FDM-печати основан на плавлении и послойном нанесении термопластичных материалов. В процессе печати нагретое сопло плавит термопластичную нить и выдавливает расплавленную нить по управляемой компьютером траектории на рабочую платформу. Нити быстро остывают и затвердевают при контакте с платформой, образуя слой объекта. По мере перемещения сопла и послойного опускания платформы (или послойного подъема сопла) этот процесс повторяется до тех пор, пока весь объект не будет полностью напечатан.
4. Почему технология FDM в настоящее время является самой популярной технологией 3D-печати?
В настоящее время FDM является самой популярной технологией 3D-печати, главным образом потому, что она сочетает в себе низкую стоимость, простоту использования, разнообразие материалов и широкий спектр применений, что позволяет частным лицам, малым и средним предприятиям, а также образовательным учреждениям легко внедрять и использовать эту технологию.
Ресурс
1. Изготовление методом послойного наплавления нити
📞Тел.: +86 185 6675 9667
📧Электронная почта: info@lsrpf.com
🌐Веб-сайт: https://lsrpf.com/
Отказ от ответственности
Информация на этой странице носит исключительно информационный характер. Компания LS Manufacturing не предоставляет никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности, полноты или достоверности представленной информации. Не следует предполагать, что сторонний поставщик или производитель предоставит параметры производительности, геометрические допуски, конкретные конструктивные характеристики, качество и тип материалов или качество изготовления через сеть LS Manufacturing. Это ответственность покупателя. Запросите ценовое предложение на детали. Укажите конкретные требования к этим разделам. Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами .
Команда LS Manufacturing
Компания LS Manufacturing — лидер отрасли . Мы специализируемся на индивидуальных производственных решениях. Более 20 лет опыта работы и более 5000 клиентов позволяют нам предлагать высокоточную обработку на станках с ЧПУ , производство изделий из листового металла , 3D-печать , литье под давлением , штамповку металла и другие комплексные производственные услуги.
Наш завод оснащен более чем 100 современными 5-осевыми обрабатывающими центрами, сертифицированными по стандарту ISO 9001:2015. Мы предоставляем быстрые, эффективные и высококачественные производственные решения клиентам в более чем 150 странах мира. Будь то мелкосерийное производство или крупномасштабная индивидуальная разработка, мы можем удовлетворить ваши потребности с максимально быстрой доставкой в течение 24 часов. Выбирайте LS Manufacturing. Это означает эффективность, качество и профессионализм.
Для получения более подробной информации посетите наш веб-сайт: www.lsrpf.com .
