Моделирование методом наплавления: различия между версиями

м
нет описания правки
м (+<ref>Brian Evans, [https://books.google.ru/books?hl=en&lr=&id=R4qxOQZV9T0C&oi=fnd&pg=PA20&dq=abs+pla Practical 3D Printers: The Science and Art of 3D Printing] Apress 2012, ISBN 9781430243939, page 20 {{ref-en}}</ref>)
мНет описания правки
[[Файл:Airwolf 3d Printer.jpg|thumb|right|upright=1.5|FDM -принтер производства «Airwolf», основанный на  RepRap -дизайне с  открытым
исходным кодом Prusa Mendel.]]
 
Технология FDM подразумевает создание трехмерных объектов за счет нанесения последовательных слоев материала, повторяющих контуры цифровой модели. Как правило, в качестве материалов для печати выступают термопластики, поставляемые в виде катушек нитей или прутков.
 
Технология FDM была разработана С.  Скоттом Крампом в конце 1980-х и вышла на коммерческий коммер­чес­кий рынок в 1990 году.
 
Оригинальный термин «Fused Deposition Modeling» и аббревиатура FDM являются торговыми марками компании «Stratasys». Энтузиасты 3D-печати, участники проекта RepRap, придумали аналогичный термин «Fused Filament Fabrication» («Производство способом наплавления нитей») или FFF для использования в обход юридических ограничений. Термины FDM и FFF равнозначны по смыслу и назначению.
 
== История ==
[[Технология]] печати методом послойного наплавления (FDM) была разработана С.  Скоттом Крампом в конце 1980-х и представлена на рынке компанией «Stratasys», начиная с 1990. На данное время технология получает всё  большее распространениераспрост­ра­не­ние среди любителей, создающих принтеры с  открытым исходным кодом, а также коммерческих предприятий ввиду истечения срока действия оригинального патента. В  свою очередь, широкое распространениераспрост­ра­не­ние технологии привело к  существенному снижению цен на 3D-принтеры, использующие данный способ производства.
 
[[Технология]] печати методом послойного наплавления (FDM) была разработана С. Скоттом Крампом в конце 1980-х и представлена на рынке компанией Stratasys, начиная с 1990. На данное время технология получает всё большее распространение среди любителей, создающих принтеры с открытым исходным кодом, а также коммерческих предприятий ввиду истечения срока действия оригинального патента. В свою очередь, широкое распространение технологии привело к существенному снижению цен на 3D-принтеры, использующие данный способ производства.
 
== Процесс ==
[[Файл:FDM_by_Zureks.png|thumb|right|upright=1.5|Экструдер (1) перемещается в горизонтальной и вертикальной плоскостях и создаёт модель слой за слоем (2) на платформе (3). ]]
Производственный цикл начинается с обработки трехмерной цифровой модели. Модель в формате [[STL (формат файла)|STL]] делится на слои и ориентируется наиболее подходящим образом для печати. При необходимости генерируются поддерживающие структуры, необходимые для печати нависающих элементов. Некоторые устройства позволяют использовать разные материалы во время одного производственного цикла. Например, возможна печать модели из одного материала с печатью опор из другого, легкорастворимого материала, что позволяет с легкостью удалять поддерживающие структуры после завершения процесса печати. Альтернативно, возможна печать разными цветами одного и того же вида пластика при создании единой модели.
 
Изделие, или «модель», производится выдавливанием («экструзией») и нанесением микрокапель расплавленного термопластика с формированием последовательных слоев, застывающих сразу после экструдирования.<ref name=slyusarfabber1>
[[Файл:Printing in progress in a 3D printer.webm|thumb|Процесс печати FDM/FFF-принтера]]
 
Экструдер перемещается в горизонтальной и вертикальной плоскостях под контролем алгоритмов, аналогичных используемым в станках с числовым программным управлением. Сопло перемещается по траектории, заданной системой[[система автоматизированного проектирования|системой («САПР»автомати­зи­ро­ван­но­го или «CAD» по англоязычной терминологии)проекти­ро­ва­ния]]. Модель строится слой за слоем, снизу вверх. Как правило, экструдер (также называемый «печатнойпечатающей головкой») приводится в  движение пошаговыми моторами или сервоприводами[[сервопривод]]ами. Наиболее популярной системой координат, применяемой в FDM, является Декартова[[прямоугольная система координат|прямоугольная]], построенная на прямоугольном трехмерном пространстве с  осями X, Y и Z. Альтернативой является [[цилиндрическая система координат]], используемая так называемыми «дельта-роботами».
 
Технология FDM отличается высокой гибкостью, но имеет определенные ограничения. Хотя создание нависающих структур возможно при небольших углах наклона, в случае с большими углами необходимо использование искусственных опор, как правило, создающихся в процессе печати и отделяемых от модели по завершении процесса.
 
В качестве расходных материалов доступны всевозможные термопластики и композиты, включая [[акрилонитрилбутадиенстирол|ABS]], [[Полилактид|PLA]]<ref name=apress12-3dprint-abs-pla>Brian Evans, [https://books.google.ru/books?hl=en&lr=&id=R4qxOQZV9T0C&oi=fnd&pg=PA20&dq=abs+pla Practical 3D Printers: The Science and Art of 3D Printing] Apress 2012, ISBN 9781430243939, page 20 {{ref-en}}</ref>, поликарбонаты, полиамиды, полистирол, лигнин и многие другие. Как правило, различные материалы предоставляют выбор баланса между определенными прочностными и температурными характеристиками.
 
== Применение ==
 
Моделирование методом послойного наплавления (FDM) применяется для [[Быстрое прототипирование|быстрого прототипирования]] и быстрого производства. Быстрое прототипирование облегчает повторное испытание с последовательной, пошаговой модернизацией предмета. Быстрое производство служит в качестве недорогой альтернативы стандартным способам при создании мелкосерийных партий.
 
 
== Расходные материалы ==
 
FDM-принтеры предназначены для печати [[Термопласты|термопластиками]], которые обычно поставляются в виде тонких нитей, намотанных на катушки. Ассортимент «чистых» пластиков весьма широк. Одним из наиболее популярных материалов является [[Полилактид|полилактид]] или «PLA-пластик». Этот материал изготавливается из кукурузы или сахарного тростника, что обуславливает его нетоксичность и экологичность, но делает его относительно недолговечным. [[АБС-пластик|ABS-пластик]], наоборот, очень долговечен и износоустойчив, хотя и восприимчив к прямому солнечному свету и может выделять небольшие объёмы вредных испарений при нагревании<ref name=apress12-3dprint-abs-pla/>. Из этого материала промышленным образом производятся многие пластиковые предметы, которыми мы пользуемся на повседневной основе: корпуса бытовых устройств, сантехника, пластиковые карты, игрушки и т. д.