Моделирование методом наплавления: различия между версиями

дополнение
(Уточнена ссылка)
(дополнение)
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 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. {{YouTube|tkJDBdGpffo|Пример печати текста методом FDM|logo=1}}
 
== 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 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. Процесс подготовки модели для печати называется "«Slicing"», в результате которого генерируется G-code. В нем закладываются все параметры печати, перемещения экструдера, 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 [[система автоматизированного проектирования|системой автоматизированного проектирования]]. Модель строится слой за слоем, снизу вверх. Как правило, экструдер (также называемый «печатающей головкой») приводится в  движение шаговыми двигателями или [[сервопривод]]ами. Наиболее популярной системой координат, применяемой в FDM, является [[прямоугольная система координат|прямоугольная]], 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 ==