Моделювання плавленням
(Fused Deposition Modeling – FDM)
Технологія FDM є створенням тривимірних об’єктів за раху-
нок нанесення послідовних шарів матеріалу, які повторюють кон-
тури цифрової моделі. Як правило, в якості матеріалів для друку
виступають термопластики, що поставляються у вигляді котушок
ниток або прутків.
Оригінальний термін «Fused Deposition Modeling» і абреві-
атура FDM є торговими марками компанії Stratasys. Ентузіасти
3D-друку, учасники проекту RepRap, придумали аналогічний
термін «Fused Filament Fabrication» («Виробництво методом на-
плавлення ниток») або FFF для використання в обхід юридич-
них обмежень. Терміни FDM і FFF еквівалентні за змістом і при-
значенням.
Технологія друку методом пошарового наплавлення (FDM)
була розроблена С. Скоттом Трампом наприкінці 1980-х рр. і пред-
ставлена на ринку компанією Stratasys, починаючи з 1990 р. На
даний момент технологія набуває все більшого поширення серед
ентузіастів, що створюють принтери з відкритим вихідним кодом,
а також комерційних компаній, у зв’язку із закінченням терміну дії
оригінального патенту. У свою чергу, широке поширення техно-
Рис.172.
Polyjet and Ployjet Matrix
ОСНОВИ РОБОТОТЕХНІКИ
166
логії призвело до істотного зниження цін на 3D-принтери, що ви-
користовують цей метод виробництва.
Виробничий цикл починається з обробки тривимірної циф-
рової моделі. Модель в форматі STL ділиться на шари і орієнтуєть-
ся найбільш підходящим чином для друку. За необхідності гене-
руються підтримуючи структури, необхідні для друку нависаючих
елементів. Деякі пристрої дозволяють використовувати різні
матеріали під час одного виробничого циклу. Модель виготовля-
ється видавлюванням («екструзією») і нанесенням мікрокрапель
розплавленого пластика з формуванням послідовних шарів, що
застигають відразу після екструдування.
Пластикова нитка розмотується з бобіни і заправляється в
екструдер – пристрій, оснащений механічним приводом для по-
дачі нитки, нагрівальним елементом для плавлення матеріалу і
соплом, через яке здійснюється безпосередньо екструзія. На-
грівальний елемент служить для нагрівання сопла, яке в свою
чергу плавить пластикову нитку і подає розплавлений матеріал
на робочий стіл, на якому «вирощується». Верхня частина сопла
навпаки охолоджується за допомогою вентилятора для створен-
Рис.173.
Принтер Leapfrog Creatr HTC
Додаткові ресурси
167
ня різкого градієнта температур, необхідного для забезпечення
плавної подачі матеріалу.
Екструдер переміщується в горизонтальній і вертикальній пло-
щинах під контролем алгоритмів –
g-коду
. Сопло переміщується по
траєкторії, заданій системою автоматизованого проектування слай-
сером. Модель будується шар за шаром, від низу до верху. Екстру-
дер приводиться в рух покроковими моторами або сервопривода-
ми. Найбільш популярною системою координат, яка застосовується
в FDM, є декартова система, побудована на прямокутному тривимір-
ному просторі з осями X, Y і Z. Альтернативою є циліндрична система
координат, яка використовується так званими «дельта-роботами».
В якості витратних матеріалів доступні всілякі термопластики
і композити, включаючи ABS, PLA, полікарбонати, поліаміди, по-
лістирол, лігнін та багато інших.
Моделювання методом пошарового наплавлення (FDM) за-
стосовується для швидкого прототипування, швидкого виробниц-
тва. FDM є одним з найменш дорогих методів друку, що забезпе-
чує зростаючу популярність побутових принтерів, заснованих на
цій технології. У побуті 3D-принтери, що працюють за технологі-
єю FDM, можуть застосовуватися для створення різноманітних
об’єктів цільового призначення, іграшок, прикрас і сувенірів.
Технологія друку FDM використовується і у навчанні із засто-
суванням пластику PLA. PLA-пластик є біорозкладаним термоплас-
тичним поліефіром, що одержується на основі молочної кисло-
ти – продукту переробки кукурудзи, цукрової тростини, крохмалю,
целюлози. При нагріванні PLA пластик виділяєє напівсолодкий запах.
Рис.174.
Бобіни пластику
ОСНОВИ РОБОТОТЕХНІКИ
168
Програми створення 3D-моделей
Для створення 3D-моделі використовуються
Достарыңызбен бөлісу: |