ВОЗМОЖНОСТИ 3D ПЕЧАТИ

3д печать как технология появилась в 1987 году, однако до сих пор остается на передовой, чему способствует бурное развитие технологии в настоящее время. На 3d принтере можно "сделать" очень многое, начиная от "живых" искусственных тканей организма, до домов, мостов и космических ракет. Подобные направления находятся на острие, часто являются экспериментальными, уникальными, поэтому и попадают в заголовки различных медиа, однако основная масса технологии сосредоточена в области мелкосерийного производства изделий из пластика, 3д прототипировании, макетировании и прочих, более прозаичных направлениях.

Упрощенно 3d печать подразделяется на несколько классов по типам используемых материалов и решаемым задачам. Самый "большой" из этих классов - трехмерная печать пластиками (такими как АБС, PLA, PETG и т.д.), полиамидами, фотополимерами (жидкими смолами) - именно это предлагаем и мы.

Особняком стоит 3д печать металлами, и также отдельно печать "специальными" пластиками (тугоплавкими, особо прочными, наполненными различными усилителями и тд.) - к сожалению, у нас это направление не представлено, поэтому о нем мы говорить не будем.

В предлагаемом нами классе также существуют деления: по материалам, по области применения, однако они весьма условны и их наличие объясняется только лишь желанием как-то структурировать или систематизировать предложение/информацию. Когда нас спрашивают, можем ли мы напечатать тот или иной объект (называя, чаще всего, его название или тип), мы отвечаем, что 3д принтеру все равно, что печатать, главное, чтобы задание вписывалось в технические особенности печати. Иными словами, чтобы объект имел форму и размеры пригодные для печати, а качество поверхности, прочность и точность удовлетворяли предъявляемым заказчиком требованиям. Ниже мы вкратце разберем основные параметры: прочность, точность, ограничения по размерам, качество поверхности, но начнем мы с самого главного:

Самое главное, что нужно знать о 3д печати, это то, что она осуществляется и рассчитывается только по цифровой трехмерной модели (цифровой трехмерный чертеж), без нее никак. В основном (и у нас тоже), модель принимается в одном из форматов: STL binary (самый популярный), STP, STEP, OBJ, IGS, FBX. По возможности, модель должна быть не более 200 мб.

Необходимость иметь или создать модель является одним из основных ограничивающих факторов. Модель должна соответствовать определенным требованиям, а если форма сложная, предполагает сборку, разборку, интеграцию частей и тд, лучше при проектировании модели иметь представление о том, как/по какие принципам осуществляется 3д печать.

1. Замкнутый объем. Это должен быть именно объем (не плоскость без толщины), замкнутый со всех сторон, по всем граням.
2. Отдельно "стоящие" стенки и элементы не менее 1.2 мм толщиной (0.6 мм для полимеров). Если стенки большие, прямые и\или несущие, скорее всего нужны ребра жесткости и\или утолщение, иначе будет деформация. Сужающиеся объемы так же должны сходится к 1 мм (не к нолю).
3. Колонны круглые и квадратные не менее 2 мм в диаметре (1 мм мм для полимеров).
4. Отверстия не менее 2 мм (не менее 0.8 мм для полимеров).
5. Если модели должны вставляться одна в другую, между сопрягаемыми частями нужно предусматривать зазор, минимум: AB - 0.2 мм. на строну, 0.4 мм. на диаметр (на 200 мм); PLA, PETG 0.3-0.6 мм соответственно; Фотополимер и полиамид 0.1 - 0.2 мм соответственно.
6. При моделировании стоит учитывать, что под частями модели, отклоненными от вертикали более чем на 35 градусов, будет образовываться поддержка из того же материала, которым производиться 3d печать (актуально для пластиков и частично для полимеров). Поддержка оставляет следы, а также всегда добавляет к цене. Это необходимо учитывать, если хотите получить хорошее качество поверхности без обработки и меньшую стоимость работ.

Если модели нет, нужна информация (графическая), на основании которой ее можно сделать или посчитать печать. В приоритете чертеж со всеми размерами, далее эскизы и фото, далее словесное описание. Модель можно сделать и по оригиналу изделия, отсканировав и/или обмерив его.

Мы предоставляем услуги моделирования для 3д печати полного цикла. При создании модели у нас она будет сделана по всем правилам и оптимизирована для печати. Также Вам будут предложены наиболее эффективные варианты реализации задачи с учетом особенностей технологий производства.

Далее для печати нужно выбрать материал, параметры печати, а также способ обработки поверхности.

С предлагаемыми нами материалами для трехмерной печати Вы можете ознакомится здесь. Если Вы не знаете материал, просто ответьте на вопросы в Заявке на расчет и мы подберем его сами. Допустим материал выбран, далее нужно выбрать параметры печати: толщина слоя, заполнение, контур (стенки). Если Вы знаете конкретные параметры, которые Вам нужны, укажите их в задании, если нет - укажите назначение изделия и мы подберем их сами.

Одним из главных параметров печати (актуален для печати пластиками), от которых зависит стоимость и прочность будущих деталей - это параметры заполнения м толщины стенки.

Заполнение (Infill) - это параметр, отвечающий за то, сколько внутреннего пространства модели будет заполнено материалом, а сколько останется пустым. Заполнение измеряется в % и, как правило, составляет 10-20% для декоративных моделей (95-80% пустоты соответственно) и 50-100% для требующих прочности.

Толщина стенки (perimeters, walls) - это параметр толщины стенки, как сбоку, так и сверху-снизу. Можно регулировать толщину контура (внутри которого располагается заполнение). Как правило составляет 0.8-1.2 мм для декоративных моделей и 1.6-3 мм для требующих прочности.

Важным параметром в трехмерной печати из пластиков (это параметр есть и в других материалах, но часто является нерегулируемым) является толщина слоя. Это шаг, на который поднимается экструдер по оси Z ( высоте) при печати. Параметр может варьироваться от 0.05 до 1 мм, однако наиболее распространен диапазон 0.1-0.3 мм. По умолчанию (в 80% случаев) - 0.2 мм. Сказывается на общем качестве печати, наименее на качестве боковой стенки и наиболее на качестве мелких деталей и объемов, которые относительно горизонта имеют небольшой градус отклонения (например верх шара).

Важно выбрать правильный параметр, если нужна печать мелких деталей и печать без обработки. Если в последствии будет делаться обработка, параметр не так важен.

Одним из ограничивающих факторов технологии являются относительно небольшие размеры, которые позволяет сделать 3д принтер (целиком). Самый распространенный размер камеры печати тяготеет к 20х20х20 см. Есть камеры и больше (иногда в 2-3 раза), но помимо размера камеры, параметр 20 (иногда 30) см. является максимальным для большого количества 3д принтеров. У этого 2 основные причины:

1. Деформация материалов при печати. Все пластики в той или иной степени склонны к деформации (усадке) при печати. От наименьшей деформации у PLA, до наибольшей у ABS (из наших материалов). Таким образом (за исключением отдельных классов оборудования), изделия свыше указанных размеров могут быть (это очень сильно зависит от формы) деформированы. Даже изделия до 20 см часто сильно подвержены деформации.
2. Скорость печати. 3д печать это довольно медленный процесс. На печать камеры 20х20х20 см с "максимальными" настройками может уйти до 1 недели (!). Конечно это скорее исключение, однако печать на несколько суток встречается довольно часто в нашей практике, а печать более чем на 20 часов - это почти половина объема заказов. Чем дольше срок выполнения, тем выше вероятность срыва задания или деформации.

Но как же тогда делать средние и большие объекты, посредством трехмерной печати?

Все, что более 20 - 40 см, а иногда и 15 см (зависит от формы). Такая печать делается по частям, со сборкой. Деление на части позволяет:

1. Создавать объекты до 6 метров длиной;
2. Нивелировать деформацию на больших и малых объектах;
3. Делать объекты сложной формы из пластика без (или с малым количеством) поддержки (что существенно снижает стоимость в том числе);
4. Создавать объекты с замкнутыми и незамкнутыми внутренними полостями (для экономии материала или для размещения внутри различных элементов).

Здесь у всех возникает закономерный вопрос - возражение, он звучит так: но ведь будет непрочно (криво, негерметично, некрасиво и т.д.). Ответ: за более чем 7 лет работы с большими объектами у нас накопился определенный опыт и имеется набор технологий сборки, обеспечивающих прочность на уровне прочности тела модели или выше (если это необходимо). Все остальное: (криво, негерметично, некрасиво и т.д.) нивелируется за счет корректного контроля формы и размеров при сборке, и обработки поверхности и покраске.

Если взять усредненную прочность трехмерной печати пластиками, она, к сожалению, будет уступать классическим методам производства, таким как литье под давление и штамповка. Особенно хрупкими могут быть тонкостенные и мелкие детали.

На прочность сильно влияет выбор материала, а также описанные выше параметры заполнения и количества контуров. Помимо этого, на прочность влияет расположение детали на печатной платформе: так разница в прочности вдоль и поперек слоев печати может достигать 5 раз.

Прочность можно повышать, посредством интегрирования закладных элементов, обработки и армирования поверхности.

Важным вопросом является прочность соединений. Для соединения мы применяем специальную технология сборки. Шов можем делать (если нужно) таким же прочным, как тело модели. Фактическая прочность шва определяется назначением изделия.

В первую очередь, на качество поверхности влияет выбор материала и оборудования для печати, далее идут настройки (для пластиков). От "лучшего" в "худшему" по материалам: фотополимер, полиамид, пластики.

При печати всеми материалами (но особенно пластиками) на качество поверхности влияет расположение (ориентация) детали, относительно печатной платформы. Выше Вы можете посмотреть то, что мы писали о расположение слоев и о толщине слоя - все это актуально. К этому добавляется, при печати пластиками, разница в качестве и виде боковых, верхних и нижних поверхностей.

Все материалы, в принципе, не обладают на выходе "законченным" (товарным) видом и отличаются (иногда сильно) от изделий произведенных традиционными методами. Поэтому мы дополнительно предлагаем обработку (о ней ниже).

На внешний вид также сильно влияет обработка: следы от удаления поддержек (пластик, бюджетный полимер), шлифовка (любой материал, наименее заметны они на белом), а также сборка (видно шов).

На изображение выше шлифованный черный пластик (в результате чего меняется цвет) + шов + немного шпатлевки.

Ситуацию "исправляет" комплексная подготовка поверхности (шпатлевка, шлифовка, грунтовка) и покраска. Такая обработка доступна для всех материалов, но не для всех форм (так как делается вручную). Обработанная и готовая к покраске поверхность выглядит вот так:

Покрашенная поверхность выглядит примерно так:

Чтобы узнать стоимость Вашей задачи, а также какие параметры и обработка Вам подойдут, заполните форму ниже:

Либо пришлите Ваше задание на make@3dmf.ru

Для расчета и печати на 3д принтере необходима цифровая 3д модель в одном из форматов:

STL (binary), STP, IGS, OBJ, FBX в правильном (нужном Вам на выходе) масштабе, весом до 200 мб.

Если модели нет, нужен чертеж со всеми размерами (по каждой детали) и проекциями (достаточными для понимания объема со всех сторон). Желательно векторный (дешевле-быстрее делать) в форматах: DXF (до 14 версии), CDR (до 14 версии), AI, SVG, PDF.

Если нет чертежа - эскизы от руки с размерами (в достаточном количестве для понимания объема со всех сторон),

Если есть оригинал и нужно сделать копию (или измененную копию) - фото оригинала со всех сторон (чтобы был понятен объем со всех сторон) с приложенной линейкой или размерами в тексте письма (по каждой детали), а также с описанием или графическим изображением изменений.

Для подбора подходящего материала, и составления предложения нам нужно знать:

1. Где (улица, помещение) как и в каких условиях будет эксплуатироваться модель (что это)?
2. Допуск по размерам (квалитет)?
3. Необходимая прочность (какие будут нагрузки)?
4. Необходимый срок годности (до 1 года, до 3х лет, более 3х лет);
5. Количество каждой детали;
6. Необходимо качество поверхности (без доп. обработки, подготовленное под покраску, покрашенное, мастер-модель)?
7. Когда должно быть готово (есть ли предельный срок реализации)?