Imprimarea FDM și cum diferă de MJF
Pur și simplu nu este viabil să se utilizeze turnarea în producția de loturi mici, astfel încât producătorii recurg la tehnologiile aditive pentru a economisi timp și bani. Construcția începe ca un model 3D, care este încărcat în imprimanta 3D și apoi imprimat strat cu strat. Cu ajutorul acestei tehnologii, componentele pot fi realizate practic din orice material, de exemplu, plastic, gips, nisip, pulbere, materiale compozite și chiar metal.
Există zeci de procese aditive. Aici, vom compara doar două dintre ele: modelarea prin depunere fuzionată (FDM) și fuziunea cu jeturi multiple (MJF).
Tehnologia FDM
FDM sau fused deposition modeling este o tehnologie de imprimare 3D care funcționează prin depunerea filamentului topit pe platformă strat cu strat.
Să aruncăm o privire mai atentă.
Pregătire. Înainte de a utiliza efectiv imprimanta 3D, trebuie să creați un model 3D STL, pe care îl puteți realiza în orice software de modelare 3D pe PC, de exemplu SolidWorks, ZBrush și Autodesk 3DS Max. Odată finalizat, modelul este verificat pentru poligoane inversate, margini proaste și alte defecte.
După ce toate verificările sunt finalizate, modelul este încărcat în software-ul de feliere, care calculează traiectoria pentru formarea straturilor, precum și viteza de alimentare și temperatura filamentului. În cazul în care modelul are elemente în suspensie, elementele de susținere sunt adăugate automat. În această etapă, modelul este convertit în codul care controlează părțile mobile ale imprimantei.
Imprimare. FDM utilizează filamente de 1,75 mm și 3 mm ca materie primă și material suport. De obicei, filamentul vine în cartușe sau bobine. Acesta este introdus în încălzitorul extruderului, unde este încălzit până la punctul de topire.
Materialul topit iese apoi prin duză și ajunge pe platforma mobilă. Pe parcursul extrudării, platforma se deplasează în sus și în jos, în timp ce extruderul se deplasează pe un plan XY. Piesele mobile sunt controlate de codul modelului 3D din software-ul de feliere.
Odată ce toate straturile au fost completate, produsul finit este detașat de platformă și curățat de toate elementele de susținere și de polimerul în exces.
Avantajele tehnologiei FDM
Cost redus. FDM este o tehnologie de imprimare simplă și utilizată pe scară largă. Cel mai mare avantaj al său este accesibilitatea la costuri reduse. Nu este nevoie să cumpărați o imprimantă 3D întreagă: mulți proprietari își modernizează echipamentul treptat, asamblându-l puțin câte puțin. Toate modulele sunt disponibile pentru achiziționare online.
Varietate de polimeri. Există o mare varietate de materii prime disponibile pentru tehnologia FDM: colorate diferit, transparente, lucioase și mate, precum și mai rigide și flexibile. De asemenea, puteți alege materii prime din plastic metalizat sau umplute cu lemn. Chiar și polimerii fluorescenți, luminescenți și solubili în apă sunt disponibili pentru FDM.
Cu toate acestea, nu toate materialele menționate se potrivesc unei imprimante FDM. Polimerii au temperaturi de topire diferite, astfel încât temperatura de încălzire a duzei imprimantei este cea care determină ce materiale pot fi utilizate. De exemplu, dacă duza extruderului nu se poate încălzi peste 150 °C, iar filamentul se topește la 170 °C, imprimanta nu va putea imprima modelul.
Dezavantaje ale tehnologiei FDM
Imprecizie. Principalul dezavantaj al FDM este rezoluția scăzută și precizia dimensională în comparație cu alte tehnologii de imprimare 3D. Aceasta nu poate fi utilizată pentru construcții de înaltă rezoluție și geometrie complexă.
Fragilitate. Modelele imprimate FDM sunt anizotrope, ceea ce înseamnă că nu sunt rezistente la sarcini mecanice, iar fluctuațiile de temperatură cresc riscul de laminare.
Finisare. Articolele nou imprimate au cusături vizibile între straturi și necesită finisare. Piesele care atârnă necesită imprimarea unor elemente de susținere. După ce imprimarea este finalizată, acestea trebuie îndepărtate.
Aplicații
Imprimarea FDM este utilizată în multe domenii. Tehnologia este utilizată pe scară largă în producția de loturi mici, precum și în producția de prototipuri și componente funcționale. Modelele arhitecturale și anatomice, suvenirurile și piesele de tuning auto pot fi toate imprimate cu imprimantele FDM.
Cu toate acestea, calitatea este inferioară celei produse de imprimantele industriale. Dacă aveți nevoie de o precizie mai mare, ar fi mai bine să folosiți o tehnologie modernă de imprimare cu pulbere precum MJF. Deci, cum funcționează MJF?
Cum funcționează tehnologia MJF
MJF sau Multi Jet Fusion este o tehnologie de imprimare 3D cu pulbere. Elementele sunt imprimate folosind o poliamidă specială. Pulberea este aplicată pe patul de imprimare, apoi se adaugă un agent de lipire, iar materialul este topit cu lumină IR. Apoi, se adaugă un alt strat de poliamidă, iar procesul se repetă. Să vedem cum funcționează tehnologia MJF folosind drept exemplu imprimanta 3D HP Jet Fusion 5210.
Pregătire. Procesul de dezvoltare a modelului 3D este același ca și pentru tehnologia FDM. Odată ce modelul 3D este finalizat și încărcat în imprimantă, începe pregătirea echipamentului. Înainte de începerea imprimării, rezervorul imprimantei este umplut cu pulbere de poliamidă PA 12. Apoi rezervorul este conectat la imprimantă, iar imprimanta este lansată.
Imprimare. Întregul proces are loc în camera imprimantei, care are dimensiuni de 380 × 284 × 380 mm. Aici, capul de imprimare mobil aplică primul strat de poliamidă pe bază. Se aplică un agent de lipire pentru a se potrivi cu stratul modelului, iar o lampă IR trece pe suprafața acestuia. Pulberea și agentul sunt astfel topite, apoi se adaugă un alt strat de poliamidă, iar procesul se repetă.
Răcirea. Articolele imprimate sunt apoi scoase din imprimantă pentru răcire. Pentru ca materialul să își păstreze proprietățile, articolele sunt răcite treptat pe parcursul a 4 până la 12 ore. Între timp, imprimanta începe să construiască un alt lot. Acest lucru face din MJF o alegere excelentă pentru fabricarea neîntreruptă și producția la scară largă.
Curățare. După ce elementele se răcesc, excesul de pulbere este îndepărtat, iar elementele din cameră sunt curățate prin sablare. Elementele imprimate sunt acum complete și pot fi vopsite dacă este necesar.
Avantajele tehnologiei MJF
Rezoluție. Tehnologia MJF produce articole extrem de detaliate. Modelele sunt imprimate cu o rezoluție de 1.200 DPI. Grosimea minimă a stratului este apropiată de cea a unui fir de păr uman – doar 0,08 mm. Datorită acestui fapt, se poate obține o reproductibilitate ridicată, indiferent de mărimea lotului.
PA 12 este un material durabil și rezistent la sarcini Este un termoplastic de înaltă densitate. Prin urmare, articolele imprimate MJF sunt durabile și rezistente la umiditate și la temperaturi ridicate. De exemplu, ABS se topește la 105 °C, iar PA 12 la 187 °C. Materialul este rezistent la efectele chimice ale agenților de ungere, hidrocarburilor și mediilor alcaline. De asemenea, își păstrează proprietățile sub radiațiile UV.
Viteza de imprimare. Lampa IR a imprimantei acoperă întreaga zonă de construcție. Prin urmare, toate elementele din interior pot fi imprimate simultan. Acest lucru contribuie la asigurarea unei viteze de construcție remarcabile. Cu FDM, puteți imprima 36 de elemente identice în trei ore, în timp ce HP MJF poate imprima peste 1.000 în același timp.
Economii. Tehnologia MJF vă permite să imprimați articole cu geometrie complexă fără niciun element de suport. Ca urmare, imprimarea consumă mai puțin material, reducând costurile. Nu numai asta, dar permite chiar reutilizarea poliamidei în exces.
Dezavantaje ale tehnologiei MJF
Поверхность. Детали, напечатанные с использованием MJF-технологии, имеют шероховатую поверхность. Чтобы ее сгладить, изделие передают на постобработку.
Calitatea suprafeței. Articolele imprimate MJF au o suprafață aspră și trebuie să fie supuse finisării pentru a o netezi.
Accesibilitatea tehnologiei MJF
Imprimantele 3D MJF sunt echipamente scumpe de nivel industrial. Acestea pot costa până la sute de mii de dolari, iar oamenii trebuie să urmeze o formare specială pentru a le utiliza și a le întreține. În plus, numai furnizorul echipamentului (Hewlett-Packard) poate oferi această formare.
Accesibilitatea tehnologiei MJF
Compania ucraineană Infomir oferă servicii de imprimare 3D pe singura imprimantă HP Jet Fusion 5210 din Europa de Est. Compania acceptă comenzi pentru prototipuri, componente funcționale, proteze, modele anatomice și tipărire de articole pe loturi.
Pentru a afla prețul, trebuie doar să încărcați modelul dvs. 3D în calculatorul de prețuri. De asemenea, puteți plasa comanda de imprimare pe aceeași pagină.
FDM și MJF sunt ambele tehnologii de imprimare 3D accesibile. Acestea sunt alternative excelente la turnare atunci când vine vorba de prototipuri și producție în loturi mici. Imprimarea FDM este cea mai bună alegere atunci când aveți nevoie de o soluție economică. Cu toate acestea, dacă aveți nevoie de elemente de înaltă rezoluție construite rapid, ar fi mai bine să alegeți MJF.
