Этапы аддитивного производства — 3д печать FFF

  • автор:

Этапы аддитивного производства рассмотрим на примере 3D-печати FFF. Остальные типы 3д печати если и отличаются, то не намного.

Рабочий процесс 3D-печати — это процесс, охватывающий все этапы аддитивного производства. От идеи до изготовления конечной детали. Естественно, с использованием технологий аддитивного производства.

Эта статья поможет вам понять, какие шаги необходимо предпринять на каждом этапе этого процесса. В результате сможем лучше планировать его, оптимизируя время и ресурсы.

Основные этапы аддитивного производства

Основные этапы аддитивного производства:

— Моделирование или получение готовой модели

— Генерация файла STL

— Нарезка

— Печать

— Постобработка

Этапы аддитивного производства - моделирование

Этапы аддитивного производства — моделирование

Первым шагом в любом процессе аддитивного производства является получение или изготовление 3D-модели.

Моделирование — это процесс представления трехмерного объекта математическим способом.

Его можно выполнить, например:

— используя программное обеспечение САПР,

— 3D-объекты сканирования, представленные в цифровом виде.

Другим вариантом будет использование предварительно созданной 3D-модели. Ее можно получить из различных источников. Поскольку много онлайн-площадок для 3D-контента позволяют отдельным дизайнерам бесплатно продавать или делиться созданным ими контентом.

Например, одними из самых известных 3D-моделей торговых площадок являются:

— Thingiverse,

— CGTrader,

— Sketchfab,

— GrabCAD,

— Clara.io,

— Myminifactory,

— Cultsd3D.

Этапы аддитивного производства - создание файла STL

Этапы аддитивного производства — создание файла STL

Этапы аддитивного производства — — создание файла STL

Как только модель САПР будет готова, жизненно важным этапом рабочего процесса 3D-печати является ее преобразование в файл STL. STL использует треугольники (многоугольники) для описания поверхностей объекта. Но без какого-либо представления цвета, текстуры или других общих атрибутов модели САПР.

Хотя при экспорте модели в файл STL необходимо учитывать некоторые соображения. Поскольку процесс создает сетку из треугольников.

Разрешение можно контролировать, например, изменяя плотность сетки:

— плотность сетки слишком низкая. Модель будет показывать треугольники на своей поверхности при печати.

— плотность сетки слишком высока. Это увеличит размер файла. В результате принтер не сможет распечатать мельчайшие детали объекта.

Экспортированное разрешение файла STL можно настроить в программном обеспечении CAD.

* Восстановление файла STL:

Иногда STL может представлять проблемы, связанные с сеткой.

Наиболее распространенные проблемы, которые STL может показать, это, например:

— Отверстия или пробелы в сетке,

— Перевернутые нормали,

— Пересекающиеся и перекрывающиеся треугольники,

— Плохие края.

Для решения этих проблем можно использовать дополнительное программное обеспечение. Например:

— Magics by Materialize (платное),

— Netfabb от Autodesk (бесплатная версия),

— 3D Builder (предварительно установленный в Windows),

— Meshmixer (бесплатно) или Meshlab (бесплатно).

Этапы аддитивного производства - нарезка

Этапы аддитивного производства — нарезка

Этапы аддитивного производства — нарезка. Файл STL был правильно сгенерирован. Его необходимо загрузить в программное обеспечение для среза (slicer). Например, такое как BCN3D Cura.

Программное обеспечение для нарезки используется в процессах аддитивного производства для преобразования трехмерной модели в специальные инструкции для принтера. Путем преобразования файла STL в G-код с помощью команд принтера.

Слайсер делит объект на горизонтальные слои. Но для каждого слоя описываются необходимые движения для выдавливания пластика. Программное обеспечение включает в себя информацию, например, о температуре, скорости, расходе материала, опорах … и т.д. Помимо координат экструдера.

Отпечатки будут достигать высокого качества. Но только если эти инструкции точны и имеют правильные параметры.

Все слайсеры, доступные на рынке 3D-печати, могут достигать одинаковых гладких поверхностей для обычных структур. Но качество свесов и мостов напрямую зависит от используемого программного обеспечения для нарезки.

Основные параметры, которые будут изменены:

— Размер сопла

— Нить

— Печатный профиль

Также важно правильно разместить деталь на поверхности печати. И оптимизировать ориентацию. Чтобы воспользоваться анизотропией или минимизировать опорные структуры.

Этапы аддитивного производства — сама 3D печать

Процесс технологии FFF состоит из строительных объектов. Путем нанесения расплавленного материала послойно с использованием термопластичных полимеров в качестве сырья.

Принтер берет нить из термопластичного материала. Проталкивает ее к печатающей головке с помощью зубчатых колес. Печатающая головка плавит нить при соответствующей температуре. А затем осаждает ее через сопло вдоль плоскости XY, чтобы создать один слой.

Как только слой остынет, платформа перемещается вниз на высоту одного слоя. И определяет путь материала для создания второго слоя. Процесс продолжается до создания полной модели.
Этапы аддитивного производства для производства деталей с высоким разрешением — необходимы правильное обслуживание принтера и точная калибровка.

Постобработка

Для большинства технологий аддитивного производства требуется последующая обработка напечатанных деталей. Чтобы подготовить их к использованию.

Но в случае деталей FFF это не всегда является обязательным. В результате его основная цель состоит в том, чтобы скрыть видимые линии слоя, удалить опоры. Или смягчить анизотропное поведение.

Удаление опор является наиболее важным типом последующей обработки деталей, имеющих сложную геометрию.

Существует два типа опор:

— Стандартные опоры. Они сделаны из материалов, которые не растворяются. И должны быть удалены механически. Они печатаются быстрее, чем растворимые подложки. Но не дают гладкой поверхности.

— Растворимые подложки. Их удаляют, вводя в ванну с растворителем.

Наиболее распространенные материалы поддержки:

— PVA

— HIPS

— BVOH

После снятия опоры существует большой диапазон методов постобработки, которые можно применить к детали. И в зависимости от материала, используемого для печати,

Методы постобработки:

— Посыпание песком

— Холодная сварка

— Заполнение пропусков

— Полировка

— Грунтовка и покраска

— Сглаживание пара

— Окунание

— Эпоксидное покрытие

— Металлизация

Финальный тест

После того, как все шаги будут выполнены, должны быть проверены некоторые вещи. Естественно, с помощью специальных испытаний. В зависимости от конечного применения 3D-печатного образца:

— деталь,

— функциональность,

— механические и/или химические характеристики,

— эстетические.

Реализация этого рабочего процесса поможет вам внедрить FFF 3D-печать в повседневные процессы вашего бизнеса. Самым простым способом. Так как он содержит все шаги, необходимые для 3D-печати модели. Для достижения наилучших возможных результатов на этом пути.

по материалам bcn3d.com

Статья относится к нашему аналитическому обзору «Рынок 3D-печати«.

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook