fbpx

Загрузите 3D-модель

Модели хранятся на нашем сервере в течении 60 дней с момента загрузки.Необходимый формат 3D-модели: .stl, .obj, .stp, .step, .igs, .iges,. Желательно отсутствие кириллицы в названии модели. Если необходимо загрузить сразу несколько 3D-моделей за раз, необходимо загрузить их одним файлом .zip . Обратите внимание, что если загружать несколько моделей одновременно, стоимость за партию может быть уменьшена за счет полного заполнения камеры 3D-принтера. Модель должна соответствовать требованиям к полигональной сетке. В противном случае программа постарается вылечить модель в автоматическом режиме, но есть вероятность того, что модель может быть не рассчитана или искажена. Максимальный вес трехмерной модели 50 мегабайт. Модели большего веса просчитываем вручную. Если Ваша трехмерная модель весит более 50 мегабайт, ее необходимо прислать нам на почту mail@robotmash.ru .

Выберите 3Д-принтер, материал и параметры.

Каждый материал имеет свою стоимость.Если есть сложности с выбором материала или Вы не нашли необходимый материал в списке представленных материалов необходимо проконсультироваться со специалистами по телефону +7 (495) 540-53-51.Обратите внимание на то, что если Ваша модель не помещается полностью в габариты рабочего поля выбранного 3D-принтера, Вы можете разбить её на части, а после печати собрать ее из составных частей. Расчет производится в учетом поддерживающего материала, который включается в стоимость трехмерной печати. Для обеспечения рационального расчета стоимости правильно располагайте модели в рабочей зоне 3D-принтера.  Не забывайте указать процент заполнения. Один из важнейших параметров, влияющих как на стоимость, так и на прочность изделия на выходе.

Получите расчет стоимости 3D-печати.

Обращаем внимание, что расчет считается предварительным! Цена может незначительно изменяться. Если возникнет данная ситуация, то Вы получите соответствующее уведомление по электронному адресу, указанному при оформлении заказа. И хотя такие ситуации встречаются очень редко мы не можем Вас не уведомить об этом заранее. Оплату заказа можно произвести как банковской картой, так и выставлением счета для юридического лица. 

Оформите заказ и ожидайте готовности.

После оплаты заказа Ваши 3Д-модели попадают на производство нашим технологам, которые после проверки моделей подбирают оптимальную технологию получения изделия, необходимые режимы печати и послепечатной обработки. Итогом работы технолога является подготовка управляющей программы для 3Д-принтера и составление плана производства для изготовления Вашего проекта, где Ваш заказ становится в очередь. Когда приходит момент изготовления операторы 3Д-принтеров запускают в печать Ваши изделия и следят за тем, чтобы технология не была нарушена. После изготовления, обработки и упаковки Ваш заказ ожидает в нашем офисе, пункте выдачи в Москве или уезжает курьером в случае оформления доставки. 

Сроки! Срок выполнения заказа составляет не более 15 рабочих дней в соответствии с условиями оформления заказа. Как правило это 3-4 дня.  
  • Приложение для смартфонов iOS/Android

    Приложение Ferma3D Viewer доступно для мобильных устройств на базе операционных систем iOS и Android. Приложение содано для просмотра 3D-моделей на смартфонах и оформления заказа на 3D-печать. Распространяется бесплатно. Разработчик ООО "Роботмаш". Поддеживает систему чатов со специалистами ООО "Роботмаш". Содержит личный кабинет, систему статусов и истории заказа. Содержит возможность оплаты.

    Для просмотра трехмерной модели с помощью приложения необходимо загрузить модель в библиотеку моделей. После загрузки у Вас появится возможность открыть ее в окне просмотра. После проверки размеров и параметром модели можно рассчитать стоимости и оформить заказ на 3D-печать. После оплаты Ваш заказ появится в списке заколов в личном кабинете и Вы будете получать уведомления при смене статуса.

    скачатьРасширенные инструкцииBeta
  • Требования к полигональной сетке.

    Процесс создания изделия с применением аддитивных технологий можно представить в виде последовательности действий.Структура аддитивного технологического процесса производства изделий:

    В соответствии с представленным алгоритмом на первом этапе создания изделия осуществляется разработка 3D-модели с использованием CAD-программы в соответствии с техническим заданием и требованиями стандартов. После этого необходимо экспортировать данные файла программы твердотельного моделирования в формат, воспринимаемый программой управляющей машины аддитивного производства (например, «STL»). Процесс моделирования в настоящее время можно производить не только как в твердотельном формате, так и сразу в STL. Перед следующим этапом проводится выявление возможных дефектов модели. Модель, предназначенная для 3D-печати, должна быть герметичной, монолитной и не содержать полых стенок, что обеспечивается с помощью специальных программ. Далее осуществляется преобразование информации из STL-файла в команды, следуя которым 3D-принтер производит изделие, это так называемый G-код.

    Во время этой процедуры следует выбрать нужный масштаб детали, правильное положение в пространстве, а также точно позиционировать модель на рабочей поверхности. От этого зависит результат всего процесса, прочность, шероховатость поверхности детали и расход материала. После выполнения настроек происходит разделение модели на слои материала, «укладываемые» в тело детали за один рабочий цикл аддитивной машины. Этот процесс получил название нарезка (slicing – англ.). Нарезка производится с помощью программного обеспечения, поставляемого с машиной, или с помощью специальных средств (Simplify, Skein-forge, Slic3r, KISSlicer, MakerWare и др.). Полученный на предыдущей стадии G-код передается на 3D-принтер через флеш-память или через USB-кабель. В процессе подготовки и настройки аддитивной машины выполняются калибровка, предварительный нагрев рабочих органов, выбор модельного материала и задание зависящих от него параметров режимов работы оборудования. На устройствах профессионального уровня этот этап может быть совмещен с процедурами процесса нарезки. После того как выполнены все подготовительные операции, запускается процесс печати, то есть послойного объединения материалов. Его продолжительность зависит от типа технологии и выбранных параметров точности и качества изготовления детали.

    Требования к моделям для 3D печати. Исправление некритических ошибок.

    • Перечень форматов файла по технологиям 3D.
    1. FDM (ABS, PLA пластики, FLEX, HIPS и т.п.):.STL .OBJ
    2. SLS (полиамид):.STL .OBJ
    3. SLA, DLP (фотополимер):.STL .OBJ
    4. SLM (металл):.STL+STP(STEP).OBJ+STP(STEP)
    5. Многоцветный гипс:.OBJ+текстурная развертка .WRL+текстурная развертка
    • Полигональная сетка.
    1. Полигональная сетка должна быть единой и закрытой. Модель состоящая из нескольких полигональных сеток не допускается! Пересечение полигональных сеток не допускается! Дырки в сетке не допускаются!
    2. Несколько моделей в одном файле не допускается. Каждый объект требуется сохранять отдельным файлом.
    3. Количество полигонов не должно превышать 500 000.
    4. Толщина стенки не менее 0,9 мм.
    5. Инвертированные нормали не допускаются! Внешняя нормаль должна смотреть наружу. Особенно часто возникает данная проблема при зеркальном отображении модели в некоторых программах трехмерного моделирования.
    6. Размеры модели должны соответствовать размерам реального объекта.

    В 95% случаев ошибки в файлах не являются критическими и их можно легко исправить в специализированных программах, которые легко можно найти в интернете. Даже если Вы уверены, что с моделью все в порядке, не мешает лишний раз проверить ее на правильность.

    • NETFABB – как решение большинства ошибок файла.

    NETFABB (скачать для PC или скачать для Mac) – программа, позволяющая решить практически любой вопрос, связанный с 3D печатью. Давайте пройдем по основным функциям этого ПО, который в свое время выкупил  сам AutoDesk…

    Зеленый цветом программа показывает внешнюю часть полигона, красным цветом внутреннюю его нормаль. В идеале модель должна быть вся зеленая. Если Вы наблюдаете красные  пятна, то это полигоны, которые вывернуты наружу. Если красным цветом выделена вся модель, значит вся полигональная сетка вывернута наружу.

    Даже если модель зеленая, но в Вашем файле есть ошибки, программа выдаст большой восклицательный знак в нижнем правом углу экрана, а также не сможет посчитать объем Вашей модели.

    Для лечения модели необходимо нажать на красный крестик на панели инструментов в верхней части экрана. Программа переведет Вас в режим лечения, а желтым цветом укажет на разрывы полигональной сетки, если такие имеются.

    В данной программе есть функции удаления или добавления полигонов, изменения размеров или пропорций. (Оставлю данные функции на самостоятельное изучение). Рекомендую изучить всю панель инструментов, чтобы легко понимать, как, где и какие полигоны мы можем выделять и что мы можем менять.

    Для инвертирования нормалей необходимо выбрать полигоны, которые смотрят “не туда” и нажать на кнопку “инвертирование нормалей”. Далее нажать на кнопку “Apply Repair”.

    Если Ваша модель изначально была вся зеленого цвета или инвертирование нормалей не убрало восклицательный знак, а объем до сих пор не посчитан, необходимо применить автоматическое лечение. Для этого опять перейдем в режим лечения, нажав на красный плюс. В режиме лечения выбираем “Автоматическое лечение”, затем выбираем “Default Repair” и жмем “Exstrude”.

    Теперь программа сделала все возможное, чтобы автоматически починить модель. Нажимаем “Apply Repair”.

    Как правило, данные действия должны были починить Вашу модель. Если после проделанных операций Вам горит восклицательный знак и объема все равно нет, то Вы попали в число тех 5%, когда модель имеет ошибки критического характера и ошибки заложены еще на стадии моделирования.

    Да поможет Вам видеокарта в изучении программ трехмерного моделирования. =)

  • Что такое процент заполнения?

    Термин “Процент заполнения” присущ, как правило, трехмерной печати вида FDM(FFF). Как правильно выбрать вид и процент заполнения и на что это может повлиять при дальнейшей эксплуатации. Как удешевить стоимость трехмерной печати без вреда для модели.

    Плотность внутреннего пространства Вашей детали при трехмерной печати называется заполнением. Отношение заполненного пространства ко всему внутреннему объему Вашей детали называется процентом заполнения при трехмерной печати. Заполнение в трехмерной печати может осуществлятся следующими видами:

    Процент заполнения влияет на прочность при увеличении данного параметра, на легкость – при его снижении. Как правило, трехмерная печать рассчитывается исходя из затрачиваемого на печать материала с учетом поддержки, поэтому от процентного заполнения зависит и стоимость Вашей детали. При этом опытным путем было доказано, что печать с заполнением больше 50% не имеет никакого смысла. Деталь от этого не становиться прочнее. Тут важно поймать некий баланс между стоимостью и механическими параметрами Вашей детали.

    А вот что действительно влияет на механические параметры печатной продукции, так это толщина стенки. Задается при подготовке детали к печати. Порой с минимальным заполнением, но с добротной толщиной стенки, детали получались прочнее, чем с большим заполнением и малой толщиной.

    Заполнение автоматически генерирует программа.

    На примере показано как сгенерировано заполнение в CURA.

  • Точность 3Д-печати.

    В данной статье мы рассмотрим самые частые причины изменения конечных размеров изготавлиевых изделий, напечатанных на 3D-принтере. Эта статья будет полезна для конструкторов и изобреталей, чтобы понимать как проектировать трехмерные модели для 3Д-печати.

    Для начала введем некоторую терминологию. Все отклонения, возникающие в технологическом процессе 3Д-печати и сопутствующих ей технологиях, мы будем называть “погрешность”. Рассмотрим какие выды погрешностей бывают и углубимся в каждую их них.

    1. Погрешность ширины экструзии.
    2. Аппроксимация радиусов с зависимости от высоты слоя.
    3. Точность позиционирования экструдера 3D-принтера.
    4. Инерционные биения.
    5. Неконтролируемая усадка материала.
    6. Погрешность первого слоя.
    7. Пористость.
    8. Точность сопоставления после печати деталей, разбития на составляющие.
    9. Места отрыва поддерживающего материала.
    10. Шероховатость тонкой стенки.
    11. Шероховатость фактуры. 

    Погрешность ширины экструзии.

    Подготовка трехмерной модели к 3Д-печати сводится к созданию так называемого G-кода.G-код представляет собой компьютерный код, который задает движение всем электродвигателям 3Д-принтера. В число эти двигателей входят те, которые отвечают за перемещение экструдера (3Д-печатной головы 3Д-принтера). Перемещения и движения экструдера задаются траекторией, которая обусловлена линией. При подготовке к 3Д-печати модель разбивается по оси Z на слои, обусловленные выбранной высотой слоя. Траектория перемещения экструдера выстраивается опираясь на размеры этих слоев, а в случае с периметром слоя, описывает внешнюю, среднюю по оси Z, поверхность модели. В свою очередь экструдер повторяет траекторию, заложенную в G-коде, именно центром сопла. В конечном счете, при проектировке моделей необходимо учитывать тот момент, что сопло само имеет диаметр отверстия, через которое выдавливается пластик. Говоря простым языком к размеру трехмерной модели добавляется радиус сопла. При выборе трехмерного принтера, с точки зрения погрешности ширины экструзии, точность детали  будет выше на том, у которого сопло будет иметь меньший диаметр. А при проектировке трехмерных моделей на 3Д-печать необходимо закладывать запас на уширения модели. Хочу отметить, что в других технологиях 3Д-печати, где используется лазер или засвечивающее устройство, ширина линии внешнего периметра зависит от фокуса, то есть от толщины луча. Как правило эти параметры можно уточнить у производителя 3D-принтера или у специалистов Studia3D.

    Рассмотрим как это работает на примере трехмерной модели, которая имеет отверстие.

    На рисунке показана 3Д-модель, визуализация подготовленного G-кода и траектория движения центра сопла экструдера для 7-го слоя 3Д-печати. Выделим периметры отверстий и  на траекторию наложим фактическую ширину эксрузии (Выделена салатовым цветом).

    Как видим диаметр отверстия меньше. На сколько? На радиус сопла с одной стороны + радиус сопла с другой. То есть при проектировке отверстия мне надо заложить зазор, равный ширине сопла. Тоже самое со всеми остальными машинами. Чем меньше размер сопла, тем ближе к номинальным размерам получится деталь. При этом печать соплом меньшего диаметра по стоимости будет Выше. Это обусловлено производительностью. Через большее сопло в единицу времени выходит больше пластика, что сказывается на скорости печати. Время работы принтера, как и количество материала влияет на стоимость получения изделия.

    Аппроксимация радиусов с зависимости от высоты слоя.

    Заданная высота слоя напрямую влияет на точность 3Д-печати. Это ярко выражено на радиусах в сечениях модели по вертикали. Рассмотрим деталь из предыдущего пункта, позиционируя ее в камере 3Д-принтера на ребро.

    Как видно на рисунке, от выбранной высоты слоя зависит качество отверстия. Чем меньше высота слоя, тем качественнее получается деталь. При этом стоит учитывать время 3Д-печати. При увеличении высоты слоя уменьшается время печати за счет уменьшения общей длинны траектории, описываемой экструдером. Соответственно цена на деталь снижается, т.к. время работы 3Д-принтера напрямую влияет на стоимость 3Д-печати.

    Точность позиционирования экструдера 3D-принтера.

    Данный параметр обуславливает точность повторения центром сопла экструдера траектории заданной в G-коде. Другими словами этот параметр характеризует максимально возможное отклонения центра сопла экструдера от траектории во время печати. Этот параметр указывается производителем 3Д-принтера для конкретной модели принтера. Но надо отметить, что указанный параметр соответствует рекомендованной производителем скорости 3Д-печати. В свою очередь специалисты Studia3D при подготовке G-кода сводят влияние данного параметра к минимуму, но не исключают вовсе. Помимо скорости на этот параметр влияет жесткость конструкции 3Д-принтера и система привода экструдера.

    Инерционные биения.

    Как частный случай точности позиционирования в отдельный пункт выделяем инерционные биения, возникающие во время трехмерной печати. На этот параметр влияют те же позиции, которые были описаны в предыдущем пункте, однако уменьшение данной погрешности производится другим способом. Это можно понять изучив момент, в который возникает влияние данной погрешности на качество печати – резкая смена направления вектора движения экструдера. Когда электродвигатели совместно с системой привода резко изменяют направление траектории, печатная голова, имеющая какой-то характерный вес, по инерции продолжает двигаться в предыдущем направлении. В следствии чего возникает динамические затухающие колебания, что негативно отражает поверхность. Уменьшается влияние этой погрешности двумя способами. Уменьшением скорости печати внешнего периметра, что мы применяем при печати всех моделей без исключения и закладываем на этапе подготовки G-кода. Второй способ закладывается при проектировке модели: при возможности необходимо в модель добавить сопряжения на остроугольные грани, которые при позиционировании детали на платформе 3Д-принтера, в сечениях параллельных плоскости XY давать в периметрах острые углы. Как показывает практика сопряжения в 2 мм считается достаточным. Показываем на примере.

    Как видно на рисунке, округлив угол (введя сопряжение на грань), мы свели к минимуму влияние данной погрешности.

    Неконтролируемая усадка материала.

    Данный параметр оказывает свое влияние, как правило в случае 3Д-печати больших объектов. Больших – это значит более 30% от максимального габарита камеры 3Д-принтера по любой из осей координат. Чаще всего данная погрешность проявляется в межслоевой адгезии и уменьшении размеров в плоскостях параллельных XY.

    Наши наблюдения выявили примерную усадку для некоторых наиболее распространенных материалов относительно размеров по сечениям параллельным осям координат.

    ABS: по XY ≈ 5%; по Z ≈ 1%

    PLA: по XY ≈ 2%; по Z ≈ 0,5%

    Полипропилен: по XY ≈ 7%; по Z ≈ 10%

    Погрешность первого слоя.

    Программа подготовки G-кода считает платформу 3Д-принтера абсолютно параллельной плоскости XY, однако на практике калибровка платформы тоже имеет свою погрешность. В Studia3D норма на разнотолщинность первого слоя составляет:

    Δ=0.1 мм при высоте слоя от 0,2 мм

    Δ=0.05 мм при высоте слоя до 0,2 мм

    Пористость.

    Пористость в случае с 3Д-печатью принято обсуждать только в случае процента заполнения внутренних перекрытий до 100%. Однако при печати с заполнением в 100% пористость никуда не уходит.

    Это отчетливо видно рассматривая в микроскоп место разрыва заготовки для определения прочностных характеристик.

    Точность сопоставления после печати деталей, разбития на составляющие.

    Если модель не входит в область печати 3Д-принтера, она разбивается на составляющие. В лучшем случае для максимально точной сборки предусматриваются пазы. Нужно понимать, что сборка модели из составляющих тоже влияет на точность общей конструкции. Данную точность оценить очень сложно. Мы принимаем отклонения от заданной модели порядка +- 2%. Для закрепления места стыка мы практически никогда не используем клей, а пользуемся специальным химический раствором. В конечном счете детали не склеиваются, а спаиваются, только не температурным расплавлением материала, а химическим.  Что касается прочности спайки: она выше, чем адгезия между слоями. Говоря простым языком, если бросить такую деталь об стену, она сломается, но в первую очередь не в местах стыков.

    Места отрыва поддерживающего материала.

    Этот пункт относится к поддержкам, удаляемым механическим путем. Так как материал поддержки и материал основной детали состоит из одного материала, они просто между собой спаиваются под воздействием температуры. При отрыве таких поддержек остаются следы, нитки, сколы и т.п.

    Чтобы свести данную погрешность к минимуму необходимо заказывать 3Д-печать с растворимыми поддержками. За счет дорогого материала растворимой поддержки стоимость 3Д-печати тоже значительно увеличивается. Точность, как и красота, требует жертв.

    Шероховатость тонкой стенки.

    При подготовке G-кода в стандартном виде программа стремиться сделать Вашу деталь максимально прочной. Это плохо лишь в одном случае, когда изделие имеет тонкостенные элементы. При построении траектории мы задаем минимальную толщину стенки, внутри которой будет строиться заполнение. Как правило эта толщина равна 3-ем диаметрам сопла. Но в случаях, когда есть места, где толщина меньше, чем толщина внешней стенки программа при построении траектории обрисует по одному периметру с каждой стороны, а между ними заполнит пустоту. Из-за того, что заполнение будет происходить на расстоянии от 1 до 2 диаметров сопла, экструдер начнет вибрировать, начнется инерционное биение (см. пункт инерционное биение). Чем больше это расстояние сводится к 1 диаметру сопла, тем быстрее наступает околорезонансная частота. Все это негативно сказывается на внешности этой стенки, так как вибрация передается на околостоящий материал. Посмотрим наглядно.

    Чтобы свести данную погрешность в минимуму необходимо проектировать деталь таким образом, чтобы толщина стенки была кратна диаметру сопла. Разница на лицо!

    Вывод.

    В заключении хочу отметить, что при проектировке трехмерных моделей для 3Д-печати необходимо учитывать совокупность всех факторов, влияющих на точность изделий, а не рассматривать какую-то частную. Команда Studia3D каждый день работает над тем, чтобы процесс 3D-печати был полностью предсказуемый и контролируемый, однако, как у любой вид производства, 3Д-печать имеет свою точность. Идеальных размеров не бывает. Поэтому мы очень рады, если с трехмерными моделями в дополнение предоставляется рабочий чертеж изделия, где указаны все посадки, допуски, шероховатости и т.п. Только в этом случае мы можем подобрать технологию, правильно подготовить G-код и гарантировать качество, заложенное проектировщиком. В других случаях перед запуском партии необходимо сделать “пристрелочные” печати, исследовав и подобрав необходимые параметры.

  • Что такое поддерживающий материал?

    Один из самых частых вопросов при работе с клиентами: “Что такое поддержка в 3D-печати?”. В этом разделе мы наглядно покажем, что принято называтьподдержками и какие виды поддержек существуют на данный момент времени.

    Материал поддержки (supportmaterial)— вспомогательный материал, используемый в 3D-печати для построения сложных объектов и увеличения качества и стабильности построения. Без использования поддержки невозможна трехмерная печать моделей с полостями, нависающими конструкциями, сложной детализацией, тонкими стенками или перекрытиями и другими сложными элементами.

    Проще говоря, поддержка служит своеобразным временным фундаментом для печатаемого изделия. Послойное построение предполагает, что каждый следующий слой изделия опирается на предыдущий. В случае, когда под первым слоем в том или ином месте конструкцией изделия опора не предусмотрена, в дело вступает поддержка.

    Как определить, где нужна поддержка?

    Это автоматически делает программное обеспечение, поставляемое со всеми профессиональными 3D-принтерами. Вам нужно просто загрузить файл в формате STL, а программа самостоятельно рассчитает, где для качественного построения необходимо использование вспомогательного материала. Стоит отметить, что большинство софта также позволяет пользователю редактировать количество и расположение вспомогательных конструкций. Софт напрямую связан с возможностями трехмерного принтера и в автоматическом режиме покажет Вам, где поддержка нужна, а где нет.

    Кроме того, программа до начала печати рассчитывает количество необходимого вспомогательного материала.

    Если мыне согласны с автоматическим расчетом поддержек софтом для трехмерного принтера, то нам на помощь приходит ПО, где поддержки можно расставить вручную. На картинке пример ручного построения поддержек в программе AutoDesk MeshMixer.

    Виды материалов поддержки

    Растворимый

    Существует 2 вида растворимых вспомогательных материалов, такие как HIPS и PVA. Данные типы пластиков используются для печати поддержек в сложных моделях, где важной составляющей является высокое качество полученного изделия.

    У каждого типа пластика имеются свои плюсы и минусы.

    Так, например, HIPS можно использовать как в качестве основного материла, так и в качестве вспомогательного. Данный пластик растворим в лимонене, соответственно отлично подходит для печати поддержек, где основным пластиком является ABS, так как они не взаимодействуют друг с другом. Так же есть свои минусы – это высокая стоимость лимонена.

    PVA же наоборот используется исключительно как вспомогательный материал. Он хорошо растворяется в воде и совместим только с тем пластиком, где в роли основного материала является PLA. Но есть два не мало важных отличия от HIPS это высокая стоимость материала и более упрощенная постобработка готового изделия.

    Удаляемый механически

    Лишний материал отламывается, отпиливается, счищается. В данном случае в качестве поддержки выступает тот же материал, из которого строится сама модель. Но, чтобы облегчить его последующее удаление и снизить расход модельного материала, поддержка строится более «разреженно» по сравнению с самим объектом. Она имеет гораздо меньшую плотность и прочность, достаточную лишь для того, чтобы временно выдерживать вес выращиваемого предмета.

    Выплавляемый

    Плавится и вытекает при незначительном нагревании (гораздо ниже температуры деформации основного изделия). Обычно имеет восковую основу. Преимущества: деликатность, точность нанесения. Используется в фотополимерных и восковых 3D-принтерах серии ProJet компании 3D Systems.

     

    Порошковая поддержка

    Отдельно стоит сказать о порошковых технологиях 3D-печати. Здесь в качестве вспомогательного и основного выступает один и тот же материал. Однако та часть порошка, что была «вспомогательной», после очистки может использовать повторно в качестве основного материала. Благодаря этому, такие технологии являются практически безотходными. Исключение из правил составляет только трехмерная печать металлом. При печати металлом необходимо учитывать усадку металла. Для того, чтобы в процессе печати Вашу деталь не скрутило и не перекосило, необходимо закрепить её поддержками.

  • Прочность после 3Д-печати.

    УДК 67.02, 620.172.2, 004.9

    ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МОДЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА, ПОЛУЧАЕМОГО МЕТОДОМ FDM-ПЕЧАТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АБС-ПЛАСТИКА.

    Камоничкина Наталья Владимировна

    Магистр 1 курса

    Кафедра “Технологии обработки материалов”

    Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана

    Научный руководитель: И.В.Кочешков

    кандидат технических наук, доцент кафедры Технологии обработки материалов”

    Актуальность работы и цели исследований.

    Аддитивные технологии в настоящее время являютсяодним из наиболее динамично развивающихся направлений “цифрового” производства. Этот вид технологий имеет большие перспективы при производстве машиностроительных изделий и проведении ремонтных работ. Аддитивные технологии основаны на использовании 3Д-принтеров [1]. Из семи базовых принципов процесса 3Д-печати, отмеченных в [1], сегоднянаибольшее распространение имеет экструзия материала, который выборочно подаётся через сопло или жиклёр. Этот вид 3Д-печати в технической литературе принято называть FDM-печатью (FusedDepositionModeling).

    Широкое распространение FDM-печати объясняется относительной дешевизной этого вида 3Д-принтеров и широкими технологическими возможностями при производстве различного вида изделий. Однако нельзя утверждать, что прочностные характеристики материала деталей, получаемых с использованием FDM-печати, соответствуют прочностным свойствам материала нитей, которые при этом используются. Нанесение чередующихся слоёв последовательным наплавлением нитей ведёт к образованию многоуровневой физической структуры материала. Формируемая структура может отличаться анизотропией свойств относительно направления укладки нитей, различием толщин укладываемых слоёв, наличием разного вида дефектов, своеобразием механизмов разрушения материала. Перечисленные выше факторы отражаются на прочностных характеристиках получаемых материалов.

    Наиболее распространёнными материалами для получения изделий методом FDM-печати, являются пластики. Примером часто применяемого при 3Д-печати пластика является АБС-пластик. Поэтому целью данной работы является исследование прочностных характеристик материала, получаемого FDM-печатью с использованием АБС-пластика.

    Описание методики и условий изготовления образцов.

    3D-модель образца.

    Материал, получаемый FDM-печатью, может иметь разную структуру, но она обязательно будет состоять из совокупности объёмов с однонаправлено уложенными нитями. Это определяется технологическими особенностями реализации FDM-печати. Следовательно, для того, чтобы определиться с прочностными свойствами материала получаемого FDM-печатью, надо в первую очередь исследовать прочность модельного материала с однонаправлено уложенными нитями. Для того, чтобы оценить прочностные характеристики материала и анизотропию свойств испытания необходимо провести вдоль и поперёк направления укладки нитей.

    Форма и размеры образцов для испытаний на растяжение принимались в соответствии с ГОСТ 11262-80 “Пластмассы. Метод испытания на растяжение”. Для проведения исследований выбран образец второго типа (рис.1). 3D-печать производилась с использованием мононити из пластика ABS+ производителя СтримПласт, поставляемой по Техническим условиям – ТУ 2291-001-24687042-2016. В соответствии с этими техническими условиями мононить должна обладать прочностью при растяжении не менее 47 МПа и печать должна осуществляться в интервале температур 220-2500С.

    1

    Рис.1 Эскиз образца для проведения испытаний на растяжение.

    3Д-печать позволяет сразу изготавливать образцы для проведения испытаний на прочность при растяжении, минуя этапы получения первичной заготовки и последующей вырезки из неё образцов. Порядок укладки нити (G-код) готовился в программе Simplify3Dверсии 4.0 по ГОСТ 20999-83 «Устройства числового программного управления для металлообрабатывающего оборудования. Кодирование информации управляющих программ» с учетом расположения нитей в рабочей части образца вдоль или поперек направления растяжения. FDM-печать осуществлялась на 3Д-принтере PicasoDesignerPro250 с диаметром сопла экструдера 0,3 мм.

    Перед печатью для улучшения адгезии материала стол покрывался специальным связующим марки The3D. Температура стола составляла 1100С, а температура сопла экструдера – 2400С. Печать осуществлялась по трём режимам:

    • Режим 1: при скорости движения сопла экструдера Vс=30 мм/сек и толщине укладываемого слоя нити hсл=100 мкм;
    • Режим 2: при скорости движения сопла экструдера Vс=45 мм/сек и толщине укладываемого слоя нити hсл=150 мкм;
    • Режим 3: при скорости движения сопла экструдера Vс=60 мм/сек и толщине укладываемого слоя нити hсл=200 мкм;

    Полученные образцы испытывались на растяжение при скорости раздвижения зажимов испытательной машины, соответствующей 1±0,5 мм/сек (минимальная скорость раздвижения зажимов испытательной машины, предусмотренная ГОСТ 11262-80).

    Обсуждение полученных экспериментальных данных.

    Экспериментальные данные по результатам испытания материала, полученного FDM-печатью с использованием АБС-пластика, вдоль и поперёк укладки нитей представлены на рис. 2. Из представленных данных видно, что прочность на растяжение материала, полученного по всем трём режимам 3Д-печати в направлении укладки нитей близка по своим значениям и находится на уровне 31-33,5 МПа. Если использовать данные производителя по прочности используемой при FDM-печати мононити (47 МПа), то эти значения примерно на 31% ниже. Однако для проведения более корректного сравнения уровней прочности этих двух материалов необходимо уточнить насколько условия испытания мононитей совпадают с условиями их нагружения в модельном материале.

    Прочность модельного материала поперёк укладки нитей существенно ниже и сильнее зависит от режимов FDM-печати (рис.2). Скорость движения сопла экструдера в совокупности с толщиной укладываемого слоя влияют на прочность сцепления нитей. Связано это с распространением тепла от сопла в материал. При большой скорости печати в любой момент времени в конкретной точке пластику передается меньше тепла, нежели при малой скорости. Если производить печать малого слоя на низкой скорости, то тепла может отдаваться слишком много. Это увеличит адгезию, но возникнет вероятность образования дефектов в виде наплывов пластика. И наоборот: если производится 3Д-печать с большей толщиной слоя на высокой скорости, тепла может быть недостаточно для образования хорошей адгезии между нитями.

    Высказанное предположение подтверждается полученными экспериментальными данными (рис.2). На режиме 1 (минимальная скорость печати и толщина, укладываемого слоя) прочность модельного материала поперёк укладки нитей максимальна и составляет 20,2 МПа (67% от прочности материала вдоль укладки нитей), на режиме 2 – 14 МПа (41% от прочности материала вдоль укладки нитей) и на режиме 3 – 15,9 МПа (51% от прочности материала вдоль укладки нитей). То есть при переходе от режима 1 к режиму 2 3Д-печати происходит снижение прочности на растяжение образцов с поперечной укладкой нитей, в результате более сильного влияния увеличенной толщины укладываемого слоя нитей, чем увеличение скорости печати. А при переходе от режима 2 к режиму 3 преобладающее влияние оказывает увеличение скорость печати, что приводит к небольшому повышению прочности материала (рис.2).

    2

    Рис. 2 Зависимость прочности на растяжение σрмодельного материала с продольной и поперечной укладкой нитей, полученного при разных режимах 3Д-печати (Режим 1 – Vс=30мм/сек, hсл=100 мкм; Режим 2 – Vс=45 мм/сек, hсл=150 мкм; Режим 3 – Vс=60 мм/сек, hсл=200 мкм.)

    Образцы модельного материала с продольной и поперечной укладкой нитей имеют разный вид диаграммы растяжения и поверхности разрушения. Если диаграмма растяжения образцов с поперечной укладкой нитей имеет характерный вид для хрупкого разрушения, то на диаграмме растяжения образцов с продольной укладкой волокон после небольшого снижения усилия растяжения, после достижения максимума, наблюдается постепенное его падение до момента разрушения образца.

    3

     

    Рис. 3 Характер разрушения образцов с поперечной (а) и продольной (б) укладкой нитей.

    Образцы с поперечной укладкой волокон (рис.3а) имеют абсолютно плоскую поверхность разрушения, а у образцов с продольной укладкой волокон (рис.3б) наблюдается развитая поверхность разрушения. При исследовании этих изломов на оптическом микроскопе видно, что разрушение материала с поперечной укладкой волокон происходит в одной плоскости (рис. 4а) по поверхности уложенных нитей. Излом модельного материала с продольной укладкой волокон (рис. 4б) имеет развитый характер. Разрушение идет в разных плоскостях и на изломе наблюдаются как участки накопления повреждений, так и плоские зоны, характерные для магистрального распространения трещин.

    4

    Рис. 4 Вид излома образцов с поперечной (а) и продольной (б) укладкой нитей.

    Заключение

    • Для модельного материала, полученного FDM-печатью с использованием АБС-пластика, при укладке нитей вдоль направления приложения нагрузки не выявлено зависимости прочности на растяжение от режимов 3Д-печати. Прочность на всех режимах печати составила 31-33,5 МПа, что примерно на 31% ниже прочности мононитей, заявленной производителем.
    • Прочность модельного материала с поперечной укладкой нитей составляет 41-67% от прочности, полученной при испытании вдоль укладки волокон. Эта прочность зависит от режимов 3Д-печати. Максимальное значение – 20,2 МПа – получено на режиме 1, при скорости движения сопла экструдера Vс=30 мм/сек и толщине укладываемого слоя нити hсл=100 мкм, а минимальное значение – 14 МПа – наблюдается на режиме 2, при Vс=30 мм/сек и hсл=100 мкм.
    • Образцы модельного материала с продольной и поперечной укладкой нитей имеют разный характер и вид поверхности разрушения:
    • при их поперечной укладке наблюдается абсолютно плоская поверхность разрушения по стыку наплавленных нитей, и, следовательно, величина адгезии между ними является важнейшим фактором, влияющим на значение прочности;
    • при их продольной укладке излом материала имеет развитый характер как с участками накопления повреждений, так и с зонами магистрального распространения трещин. Материал с продольной укладкой нитей при дальнейших исследованиях целесообразно рассмотреть как пучок связанных волокон, что может позволить раскрыть механизмы разрушения подобного материала.

     

    Литература

    1. ГОСТ Р 57558-2-017 “Аддитивные технологические процессы. Базовые принципы” 

      Испытанные образцы:

  • Описание материалов.

    3D-печать основана на концепции построения объекта последовательно наносимыми слоями, отображающими контуры модели. Описываем какие материалы используются в 3D-печати.

    Если Вас интересуют характеристики материалов, то Вам необходимо нажать сюда

    _____

    Наиболее распространенный метод 3d-печати – экструзионный (FDM). Ниже представлены основные материалы, используемые в данном методе печати:

    ● Полилактид (PLA, ПЛА)

    PLA – экологически чистый, биоразлагаемый материал, производится из кукурузы и сахарного тростника. Пластик хорошо впитывает влагу и не пригоден для функционального использования (исключение – не нагруженный подшипник скольжения, т. к. у PLA высокий коэф. скольжения). Применяется для изготовления дизайнерских моделей, сувениров и игрушек.

    ● Акрилонитрилбутадиенстирол (ABS, АБС)

    ABS получил широкое применение в промышленности: производство деталей автомобилей, корпусов различных устройств, контейнеров, сувениров, различных бытовых аксессуаров и пр.ABS-пластик устойчив к влаге, кислотам и маслу, имеет достаточно высокие показатели термоустойчивости – от 90°C до 110°C. К сожалению, некоторые виды материала разрушаются под воздействием прямого солнечного света, что несколько ограничивает применение, однако пластик легко поддается окраске и можно нанести защитное покрытие на готовое изделие.

    ● Полиэтилентерефталат (PET, ПЭТ)

    Материал имеет высокую химическую устойчивость к кислотам, щелочам и органическим растворителям. Обладает высокой износоустойчивостью. Кроме всего прочего, материал легко поддается механической обработке.

    ● Cтирол-бутадиен сополимер (SBS, СБС)

    SBS (стирол-бутадиен сополимер) – высококачественный материал для 3D моделирования, отлично подходит для творчества и дизайна 3D ручкой. SBS обладает удивительным сочетанием свойств: высокий уровень твердости и высокая эластичность, которая сохраняется даже при низких температурах. Отсутствие усадки позволяет печатать модели больших размеров, при этом модели сохраняют эластичность – их сложно сломать или расколоть. Уникальные рецептуры окрашивания позволяют получать модели с яркими, кристально чистыми цветами.  Легкая обработка готовых моделей (сольвентом или D-лимоненом) непревзойденный блеск и прозрачность делают SBS незаменимым материалом для ярких дизайнерских решений.

    ● Акрилонитрил (ASA, АСА)

    Материал обладает высокой прочностью и устойчивостью к внешним факторам. Так же устойчив к ультрафиолету и практически не подвержен воздействию смазочных материалов, разбавленных кислот и дизельного топлива. По сравнению с ABS пластиком устойчив к ультрафиолету, имеет повышенную адгезию и заметно меньший эффект термоусадки. Материал отлично подойдет при печати корпусов уличных устройств, уличной осветительной техники, элементов автомобилей, морской и воздушной техники (как наружных, так и внутренних элементов) и предметов, которые при эксплуатации подвергаются воздействию окружающей среды.

    ● Поликарбонат (PC, ПК)

    Поликарбонат (Polycarbonate или PC) – термопластичный полимер, обладающий высокой прочностью и прозрачностью, благодаря чему его активно используют в качестве заменителя стекла. Сохраняет свои свойства в широком диапазоне температур: от – 40 до 120˚C.Поликарбонаты привлекательны за счет своей высокой прочности и ударной вязкости, а также устойчивости к высоким и низким температурам.

    ● Поливиниловый спирт (PVA, ПВА)

    PVA – поливиниловый спирт, водорастворимый. 3D-принтеры, оснащенные двойными экструдерами, могут печатать поддержки из PVA,  которые потом могут быть растворены в воде. Аналогично, PVA можно применять для создания водорастворимых мастер-моделей для литейных форм и самих литейных форм. Материал не предназначен для изготовления конечных изделий.

    ● CERAMO (КЕРАМО)

    Уникальный материал, имитирующий керамические изделия. Не имеет аналогов на рынке расходных материалов для 3D-печати. Твёрдый, прочный с превосходной спайкой между слоями. Готовые распечатки по своим тактильным свойствам практически не отличимы от фаянса и керамики. Твёрдые, приятные на ощупь, прохладные, тяжелые и звонкие при соударении.
    Материал превосходно поддается обработке абразивными материалами, наждачными бумагами и даже может быть отполирован механически с помощью тонкоабразивных доводочных наждачных бумаг. Рекомендуется проводить обработку методом мокрого ошкуривания.

    Для получения качественных распечаток рекомендуется убавить поток пластика (параметр “Flow” в слайсере) до 0.9-0.98 (90-98%). Чтобы получить изделия максимально имитирующие керамические, рекомендуется использовать 90-100% заполнение. Обработать полученную распечатку можно наждачной бумагой зерном F100-360 для получения ровной матовой поверхности. При желании можно довести поверхность готового изделия до блеска, обработав ее наждачной бумагой с зерном F600-800 или обработать в ацетоновой бане. Также можно провести обработку ацетоном или ксилолом.
    Рекомендуется увеличить ширину экструзии для внешнего периметра. Увеличенная толщина внешнего периметра позволит не опасаться того, что сняв внешний слой при механической обработке, вы доберетесь до внутреннего периметра.

    Благодаря своим свойствам, таким, как высокая размерная стабильность, твёрдость и податливость к механической обработке, материал отлично подходит как для создания конечных изделий, так и для получения прототипов для последующего снятия силиконовых форм для литья серийных изделий. Мелкие детали, которые невозможно воссоздать методом 3D-печати, можно нанести на уже обработанное и готовое к снятию формы изделие.

    Термостойкость материала, превышающая температуру кипения воды (до 102°С), позволяет использовать его для печати уникальной посуды (например сувенирных чашек). Все используемые в процессе производства материала CERAMO полимеры и наполнители имеют пищевой сертификат и пригодны для контакта с горячими пищевыми продуктами.

    ● CERAMO TEX (КЕРАМО ТЕКС)

    Материал для 3D печати, сочетающий в себе три свойства, делающих его уникальным и отличающимся от всех материалов, имеющихся на мировом рынке.
    Первым из этих свойств является возможность получить стабильную и равномерную естественную текстуру на поверхности распечатки. Свойства текстуры регулируются оператором 3D-принтера в процессе подготовки макета к печати и зависят от четырех параметров печати внешнего периметра: температура печати, скорость печати, высота слоя, диаметр сопла. Варьируя эти параметры можно получать поверхностную текстуру с различными фактурами: от сатина до крупного песчаника.
    Полученная текстура обладает высокими декоративными свойствами, позволяет маскировать слоистость и огрехи печати, и получать совершенно уникальные и естественно выглядящие предметы интерьера.
    Это свойство также может быть использовано в архитектурном макетировании для получения натурально выглядящих естественных природных текстур стен зданий, сооружений и поверхностей ландшафтов. Распечатки отлично окрашиваются многими видами красок, что позволит не только придать изделию любой цвет, то и подчеркнуть глубину полученной текстуры.

    Второе не менее важное свойство CERAMO-TEX состоит в небольшой плотности и мелкоячеистой структуре самого полимера в распечатке. Более того, плотность можно регулировать при подготовке макета к печати, варьируя температуру и скорость печати, а также поток пластика (параметр Flow в слайсере), уменьшая его вплоть до 0.5 (50%).
    Варьируя эти параметры можно получить плотность конечного изделия до 0.55г/см3 даже при 100% беззазорном заполнении!
    Это свойство может быть востребованным при проектировании и изготовлении прочных и легких структур летательных аппаратов и устройств с гарантированной плавучестью. В отличие от распечаток из других полимеров, повреждение поверхностного слоя распечатки не приведет к проникновению воды во внутреннюю структуру и к потере плавучести изделия.

    Из низкой плотности и ячеистой структуры полимера следует еще одно свойство материала CERAMO-TEX – его низкая теплопроводность. Это свойство может быть использовано для создания теплоизолирующих элементов с термостойкостью до 102°С (и значительно более высокой кратковременной структурной термостойкостью, благодаря низкой теплопроводности). Термостатированные камеры различных конфигураций – вот одно из возможных применений данного материала.

    Материал с лёгкостью поддается обработке абразивными материалами и во многом схож по этим параметрам с CERAMO, но благодаря мелкоячеистой структуре обработка еще легче, а поверхнсть после обработки получается пористой, что гарантирует отличную адгезию лакокрасочных материалов и коатингов.

    ● AEROTEX (АЭРОТЕКС)

    Наполненный углеволокном вспенивающийся композит на основе SAN с термостойкостью до 120oС, выпускающийся по запатентованной технологии. Твердый и легкий (до 0.8г/см/3) Предназначен в первую очередь для печати элементов конструкции беспилотных летательных аппаратов.

    ● Полипропилен (PP, ПП)

    Полипропилен (Polypropylene или просто PP) – синтетический термопластичный полимер, по своим свойствам схожий с полиэтиленом низкого давления. Благодаря своей высокой теплостойкости, полипропилен стал основным материалом для изготовления труб горячего и холодного водоснабжения, посуды, пригодной для использования в микроволновых печах. ПП обладает большой усадкой – до 2,4%.

    ● Нейлон (Nylon)

    Нейлон (nylon) — искусственный термопластичный полимер, также называемый полиамид. По характеристикам похож на ABS пластик. Нейлон обладает высокой износоустойчивостью и низким коэффициентом трения. Поэтому он часто используется для покрытия трущихся деталей, что повышает их эксплуатационные качества и зачастую позволяет функционировать без смазки. Этот вид пластика в виде филамента (пластиковой нити) используется при 3Д печати по FDM технологии, а в виде порошка может применяется в SLS и других подобных методах.

    ● Primalloy

    Термопластичный сложноэфирный эластомер (TPEE). Очень хорошая гибкость. Очень хорошая устойчивость к тепловому воздействию, маслам и действию химикатов. Хорошая механическая прочность.  Используется для получения прорезиненных предметов, таких как рукоятки для инструментов, автомобильные части, уплотнения, прокладки, водонепроницаемые контейнеры, медицинские сумки, прорезиненные кнопки, трубки и т. д.

    ● Полиэтилен высокой плотности (HDPE, ПНД)

    Полиэтиленом низкого давления (ПНД) или высокой плотности (HDPE) называют полиэтилен, получаемый при низком давлении.Полиэтилен низкого давления характеризуется хорошей ударной прочностью и большей теплостойкостью по сравнению с ПВД. При длительном нагружении ПНД наблюдается высокая ползучесть. Данный вид полиэтилена обладает отличными диэлектрическими характеристиками, он биологически инертен и легко подвергается переработке. Полиэтилен низкого давления ПНД предназначен для изготовления технических изделий, а также изделий контактирующих с пищевыми продуктами, питьевой водой, косметическими лекарственными препаратами.Разрешен для изготовления игрушек.

    ● Поликапролактон (PCL)

    Биоразлагаемый полиэстер, отличающийся чрезвычайно низкой температурой плавления порядка 60°С. Биологическая совместимость поликапролактона делает его незаменимым в медицине. PCL используется при изготовлении шовных и биоимплантируемых материалов, при изготовлении оболочек лекарственных капсул, а также в косметологии. Еще одна сфера использования – лепка и прототипирование в домашних условиях.

    ● Полифенилсульфон (PPSU)

    Высокопрочный термопластик, активно применяемый в авиационной промышленности. Материал имеет прекрасную химическую и тепловую устойчивость и практически не горит. Полифенилсульфон биологически инертен, что позволяет использовать этот материал для производства посуды и пищевых контейнеров. Пластик устойчив к воздействию растворителей и горюче-смазочных материалов.

    ● Полиметилметакрилат (Acrylic, оргстекло, акрил, ПММА)

    Материал прочен, влагоустойчив, экологичен, легко поддается склеиванию, достаточно пластичен и устойчив к воздействию прямого солнечного света. С помощью 3D-печати из ПММА создаются мастер-модели крупногабаритных тонкостенных деталей, предназначенных для отливки из металла с высокой точностью или имеющих ограниченную серию. Кроме того, термопластичный прозрачный пластик используется для печати на 3Д-принтере масштабных архитектурных и дизайнерских макетов, декораций и реквизита для кино, театра и рекламных кампаний, деталей художественных инсталляций и арт-объектов.На данный момент существуют трудности при печати оргстеклом методом FDM.

    ● RUBBER

    Резина для 3D печати. Специальный материал, который своим свойствам очень близок к настоящей резине, повторяя все её свойства. Материал очень хорошо подойдет для печати: кнопок, уплотнителей, амортизаторов и даже покрышек для радиоуправляемых моделей! Склеивается при помощи синтетических каучуков или с помощью паяльного фена.

    ● FLEX

    Специальный гибкий материал, по свойствам похожий на твердый силикон. Упругий и приятный на ощупь.С помощью него можно печатать модели с новыми свойствами: все от игрушек, кос-плей масок и мягких тапочек до элементов суставов, кнопок и специальных пневматических патрубков сложной формы. Не поддается механической обработке и поэтому обладает высокой износостойкостью. Склеивается при помощи синтетических каучуков или с помощью паяльного фена.

    ● Каучук

    Синтетический эластомер, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путём вулканизации получают резины и эбониты.

    Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин.
    Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия уплотнений для целей тепло- звуко- воздухо- гидроизоляции разъёмных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике.
    Каучуки применяют для электроизоляции, производства медицинских приборов и средств контрацепции.
    В ракетной технике синтетические каучуки используются в качестве полимерной основы при изготовлении твердого ракетного топлива, в котором они играют роль горючего, а в качестве наполнителя используется порошок селитры (калийной или аммиачной) или перхлората аммония, который в топливе играет роль окислителя.

    ● Термопластичный полиуретан (TPU, ТПУ)

    Sealant (TPU) термопластичный полиуретан. Самый эластичный и износостойкий материал в линейке гибких пластиков REC. Отличается высокой химической стойкостью к маслам, бензинам, щелочам и некоторым кислотам. Обладает высокой прочностью при деформации на изгиб и растяжение.

    Кроме того, полимер обладает хорошей устойчивостью к морской воде, жирам, не подвержен воздействию микробов или бактерий. Материал имеет высокий уровень устойчивости к естественному старению и допускает повторную переработку.

    ● Ударопрочный полистирол (HIPS)

    Термопластичный полимер, по своим характеристикам превосходит ABS, PLA и SBS по показателям: не канцерогенный, матовая поверхность, растворим в безвредном растворителе, не поглащает влагу, мягкий — лучше поддается механической постобработке, лучше переносит условия внешней среды. Может использоваться как основной материал и как материал поддержки.

    ● Древесные имитаторы (LAYWOO-D3, BambooFill)

    LAYWOO-D3 – предназначенная для печати моделей, напоминающих деревянные изделия. Материал на 40% состоит из натуральных древесных опилок микроскопического размера и на 60% из связующего полимера. Прост в обращении, будучи практически неподверженным деформациям и не требуя использования подогреваемой платформы. Согласно производителям, полимер нетоксичен и полностью безопасен.

    ● Имитаторы песчаника (Laybrick)

    Laybrick позволяет производить объекты с различной текстурой поверхности. При низких температурах экструзии порядка 165°С-190°С готовые изделия имеют гладкую поверхность. Повышение температуры печати делает материал более шершавым, вплоть до высокой степени сходства с натуральным песчаником при температуре экструзии свыше 210°С.

    ● Имитаторы металлов (BronzeFill)

    Прозрачный PLA-пластик с наполнителем из микрочастиц бронзы. Материал, в настоящее время проходящий бета-тестирование, должен доказать пригодность для использования в любых принтерах, предназначенных для работы с полилактидом. Готовые изделия легко поддаются полировке, достигая высокого внешнего сходства с цельнометаллическими изделиями.

    _____

    Помимо FDM технологии у нас есть возможность печатать из:

    ● Фотополиме́р или Светополимер (SLA, MJP)

    Вещество, изменяющее свои свойства под воздействием света, чаще ультрафиолетового. До светового воздействия в основном мягкий и светочувствительный материал. Фотополимер применяется в стоматологическом протезировании для заполнения форм, в изготовлении типографских клише для штампов (печатей), микросхем и печатных плат и в других областях.

    ● Полиамид (SLS)

    Конструкционный полимерный материал, обладающий хорошими прочностными и антифрикционными свойствами. Данный полиамид химически стоек к воздействию масел, бензина, спирта, слабых кислот, разбавленных и концентрированных щелочей, нетоксичен.

    Металл (SLM)

    Ti6Al4V, Нержавеющая сталь CL 20ES, марки 17-4-PH, AISI 630‎, Ti-6Al-4V/ВТ6, Ti-6Al-7Nb, Сталь 1,4404, (316L),1,2709, 1,2344, AlSi12, AlSi10Mg, AlMg4,5Mn0,4, Inconel 718, CoCr, ЭП741НП, ВВ751П, RENE95 (отечественные) и другие по запросу.

    _____

    Если Вы не нашли подходящий Вам материал, Вы можете уточнить его наличие, характеристики и возможность печати у специалиста в Studia3D по телефону +7 (495) 540-53-61

  • Ориентация модели в зане печати. 

    При подготовки G-кода для получения качественного результата стоит обращать внимание не только на правильность проектирования 3Д-модели, но и на правильность расположения детали на платформе 3Д-принтера. Подготовка трехмерной модели к 3Д-печати – это преобразование информации из STL-файла в команды, следуя которым 3D-принтер производит изделие, совокупность которых называется G-код. Полученный G-код передается на 3D-принтер через флеш-память или через USB-кабель. В процессе подготовки и настройки аддитивной машины выполняются калибровка, предварительный нагрев рабочих органов, выбор модельного материала и задание зависящих от него параметров режимов работы оборудования. На устройствах профессионального уровня этот этап может быть совмещен с процедурами процесса нарезки. После того как выполнены все подготовительные операции, запускается процесс печати, то есть послойного объединения материалов. Его продолжительность зависит от типа технологии и выбранных параметров точности и качества изготовления детали. Созданную деталь при необходимости подвергают дополнительным технологическим воздействиям: удаление поддерживающих опор, химическая или термическая обработка, финишная доводка рабочих поверхностей.

    На заключительной стадии производства проводится контроль качества изготовления детали, включающий проверку соответствия нормативным требованиям геометрических размеров, показателей физико-механических свойств и других параметров, влияющих на потребительские свойства изделия. Как правило, показателей физико-механических свойств как раз и зависит от расположения детали на платформе. В совокупности обращаем внимание на то, что расположение детали в области 3D-принтера можно рассматривать и как возможность изготовить изделие за один запуск, без деления модели на составляющие. Например очень часто повернув модель в пространстве на несколько градусов мы можем уместить ее в области печати.

    Рассмотрим несколько основных типичных особенностей расположения детали в рабочей области 3Д-принтера.

    1. С точки зрения прочности изделия на выходе.
    2. С точки зрения качества поверхности.
    3. С точки зрения поддреживающего материала.
    4. С точки зрения цельнопечатной детали.

    Вернемся к программе Netfabb (скачать для PC или скачать для Mac). Рассмотрим основные функции данной программы с точки зрения поворота и разположения деталей в пространстве. Как загрузить модель в программу и проверить файл на пригодность в печати показано в прерыдущей статье.

    Снимок экрана 2018-05-29 в 6.36.45.png

    На рисунке под цифрой 1 обозначен ползунок, с помошью которого Вы можете перемещать Вашу модель в пространстве, зажав левую кнопку мыши. Под цифрой 2 отмечены оси координат, по которым Вы можете сопоставить положение Вашей 3Д-модели в пространстве. Обратите внимание, что проскость платформы 3Д-принтера обозначена синим цветом и всегда параллельна проскости XY. Следует отметить, что необязательно стыковать модель с проскостью платформы, главное, чтобы нижний слой модели был параллелен плоскости платформы. Под цифрой 3 показана кнопка, нажави на которую Вы попадете в функцию вращения детали.

    Снимок экрана 2018-05-29 в 6.46.55.png

    Как видим нашу модель можно вращать относительно любой оси и на любой угол.

    В частых случаях, задать поворот параметрически бывает очень проблематично. Для этого в NetFabb предусмотрена функция “Align Parts”, нажав на которую (номер 4 на рисунке) мы попадем в меню выбора плоскости, на которую необходима “положить” надо будущую деталь.

    Снимок экрана 2018-05-29 в 6.50.24.png

    В меню выбираем плоскость, которую надо запараллелить с платформой принтера, в моем случае это плоскость под номер 5 на картинке, и нажимаем кнопку “применить” (на рисунке под номером 6)

    Снимок экрана 2018-05-29 в 6.55.09.png

    Как видим деталь повенулась и приняла необходимо мне положение в пространстве.

    Ну что же, разобрались с теорией, теперь смотрим как это работает на практике

    1. Прочность изделия в зависимости от расположения детали на столе 3Д-принтера.

    Рассмотрим трехмерную модель уголка. Предположим, что уголок создан для восприятия нагрузки, разгибающей уголок, как показано на рисунке ниже.

    Рассмотрим два варианта логичного расположения на столе данного уголка.

    Так:

    И так:

    Из статьи про исследование нагружения деталей после 3Д-печати мы уже знаем, что прочностные характеристики изделий при нагружении вдоль укладки слоев намного выше, чем при нагружении против укладки слоев. Соответсвенно расположить деталь на столе надо таким образом, чтобы в местах опасных сечении нагрузка шла именно вдоль укладки слоев. То есть второй вариант расположения на столе, описанный в данной статье, правильный! В случае в первым вариантов расположения повышается риск сломанного изделия в месте опасного сечения, на стыке зон, отмеченных синим и зеленым цветом.

    Подход к расчету фактической прочности, что называется в цифрах, описан в статье “Прочность изделий, распечатанных на 3Д-принтере”.

    2. Качество поверхности в зависимости от расположения детали на столе 3Д-принтера.

    Для показательного примера рассмотрим другой уголок с характерным цилиндрическим пазом.

    От расположения детали на столе 3Д-принтера будет зависеть качество полученного паза. Снова рассмотрим два варианта расположения.

    Видим на первом варианте у нас получился правильный цилиндрический паз, в свою очередь во втором варианте ввиду технологической слоистости наблюдается ступенчатообразные переходы, идеального круга нет. Данный паз спроектирован не просто так, туда будет что-то вставляться, поэтому такие моменты надо учитывать!

    3. Количество поддерживающего материала и как следствие конечная стоимость в зависимости от расположения детали на столе 3Д-принтера.

    На картинке показано два расположения в области печати одной и той же модели. Из статьи о поддержках мы знаем, что под навесные элементы необходимо строить поддерживающий материал. На рисунке от показан темно-коричневым цветом.

    Поддержка – это дополнительный расход материала. Так как количество материала напрямую влияет на стоимость 3Д-печати, то тут тоже будут различия. Деталь с поддержками будет стоить 143 рубля, а “лежачая” без поддержек 135 руб.. Как правильно печатать решайте сами. Мы же советуем правильное расположение, если не требуется обеспечение прочности, описанной в первом пункте или качества поверхности во втором.

    4. Если деталь должна быть цельнопечатной.

    Если деталь в габаритных размерах больше области печати, не стоит сразу делать вывод о том, что ее надо разбивать на части.

    С первого взгляда кажется, что делать в область печати не помещается, но стоит повернуть ее на 45 градусов относительно оси Z и вуаля! Обращаю внимание, что поворот возможно осуществлять не только по оси Z, но и относительно других осей.

    При этом надо понимать, что количество поддерживающего материала станет больше, при этом в ряде задач цельнонапечатанная деталь важнее стоимости затраченной на поддерживающий материал.

  • Как разбить 3D-модель на части?

    Очень частая ситуация – деталь не входит в максимальные габариты области трехмерной печати, как её там не крути. Решение есть! Разрежем деталь на несколько частей, а после печати можно склеить, спаять, сшить, сварить или просто состыковать. При этом необходимо помнить, что при таком методе 3Д-печати необходимо учитывать точность сопоставления составных частей. Подробнее о точности можно ознакомиться в соответствующем пункте. 

    Для разбития детали на несколько объектов обратимся в программе NetFabb. 

    После открытия модели в программе ищем окно “cuts”. Начинаем двигать ползунки. Как видим на нашей модели появилась полоса. Так называемая линия реза. Нажимаем “execute cut”.

    Появится плоскость реза. Тут мы можем более точно откорректировать линию реза по габаритам. Нажимаем “cut”.

    Как видим наша деталь рассеклась на две части. Каждую часть можно сохранить отдельным файлом и распечатать по отдельности.

    Давайте рассмотрим еще одну ситуацию, когда для правильного позиционирования после разбития на составляющие нам необходимы дополнительные фиксаторы или направляющие.

    Берем Мишу-Медведя и отмечатем линию реза и нажимаем на кнопку “Cuts”.

    экрана 2018-04-27 в 4.09.23

    Но теперь перед операцией “cut” мы нажимаем на кнопку “pin settings”.

    экрана 2018-04-27 в 4.09.55

    У Вас должно открыться окно, где необходимо будет выбрать какого рода направляющие для совмещения Вам требуются.

    Цилиндлический конусный паз:

    экрана 2018-04-27 в 4.10.07

    Или, так называемая, защелка:

    экрана 2018-04-27 в 4.10.23

    Я выбрал защелку и опледелил все параметры, которые мне требуются. Обратите внимание, что можно выбрать размер, глубину, вылет и прочие параметры для соединительных конструкций.

    экрана 2018-04-27 в 4.10.47

    Как видим наш медведь имеет дополнительние фиксаторы после разбиения.

    экрана 2018-04-27 в 4.11.14

    Этот путь поможет не только правильно спозиционировать две части односительно друг друга, но и зафиксировать одну часть с другой!

и приступайте к оформлению заказа!