Введение в 3D-печать
Что такое FDM 3D-печать?
Моделирование послойного наплавления (FDM) — наиболее широко используемый вид 3D-печати в домашних условиях по всему миру. Этот процесс включает экструзию расплавленного термопластичного материала послойно, с дачей каждому слою остыть и затвердеть перед нанесением следующего.
FDM — это аддитивный метод производства, противоположный субтрактивным процессам, таким как фрезерование на ЧПУ. Вместо того чтобы вырезать материал из цельного блока, FDM использует только материал, необходимый для самой детали, за исключением поддержек для выступов. Эти поддержки удаляются и утилизируются после печати.
Уникальность FDM-печати в первую очередь заключается в трех ключевых областях: используемом материале, слайсере, который преобразует 3D-модели в инструкции G-code, и экструзионной системе. Другие компоненты, такие как моторы и платы управления, не являются эксклюзивными для FDM и встречаются во многих методах цифрового изготовления.
Преимущества FDM-печати
FDM-печать считается одним из самых недорогих и доступных методов 3D-печати. По сравнению с другими технологиями, такими как SLA или печать смолой, и машины, и материалы более экономичны. Хотя цены на принтеры смолопечати в последние годы снизились, они обычно предлагают меньшие рабочие объемы, требуют более дорогих расходных материалов и в целом менее удобны для пользователя.
Разнообразие материалов для FDM широко. Варианты включают гибкие филаменты, смеси с углеродным волокном, нейлон, поликарбонат, УФ- и атмосферостойкие материалы. Многие высокотемпературные материалы также доступны, хотя они часто требуют закрытых и активно нагреваемых сред. С сотнями типов филаментов на рынке — каждый со своими характеристиками, такими как прочность, гибкость и термостойкость — можно найти материал, подходящий практически для любой задачи, при условии, что принтер оснащен совместимым экструдером и хотендом.
По сравнению с процессами печати на основе смол, FDM также гораздо чище и проще в использовании. Он избегает работы с токсичными химикатами и обычно требует меньше постобработки. Это делает FDM более подходящим для новичков и лучше подходящим для бытового или любительского использования.
Понимание движения осей при FDM-печати
В FDM 3D-печати ориентация осей может быть незнакомой для тех, кто знаком с геометрией или общей механикой. Ось X перемещает инструмент слева направо, ось Y — вперед и назад, а ось Z контролирует вертикальное движение. Хотя это может показаться неинтуитивным, такое обозначение является стандартом в сообществе 3D-печати.
Наиболее распространенные конфигурации осей основаны на каретезийских и CoreXY конструкциях. Каретезийские принтеры работают с каждой осью, независимо управляемой собственным шаговым мотором. Обычно стол перемещается в направлении Y, в то время как хотенд перемещается по X. Вся каретка двигается по Z. Такие принтеры часто называют «bed slinger» (сдвигающий стол).

Некоторые машины, такие как серия Ender 5, используют каретезийное движение моторов, но имеют вертикально перемещающийся рабочий стол. Для простоты их часто относят к принтерам «с портальной рамой» (gantry-style). В целом принтеры, где стол перемещается вертикально по оси Z, считаются порталными, в то время как те, где стол движется вперед-назад по оси Y, относятся к каретезийскому типу или, более разговорно, к «bed slingers».
Машины CoreXY отличаются тем, что оси X и Y синхронизированы через систему ремней, приводимую в движение двумя шаговыми моторами. Это обеспечивает более плавное движение, уменьшение дрожания по Z и повышенную стабильность — особенно при более быстрой печати. Принтеры CoreXY набирают популярность благодаря этим преимуществам и теперь встречаются в таких моделях, как серии Bambu Lab X1 и P1.
Такие принтеры, как A1 и A1 Mini, продолжают использовать каретезийские конфигурации и известны как «bed slingers».
Delta-принтеры работают по совершенно другому принципу, используя три рычага, расположенные в треугольнике, для позиционирования экструзера над столом. Хотя они могут обеспечивать высокую скорость печати и отличное качество, им требуются более высокие рамы и они менее компактны, чем каретезийские или CoreXY аналоги. Эти машины используются гораздо реже из-за требований к месту и настройке, но способны давать отличные результаты.
Типы экструдеров: прямой привод против Bowden
FDM-принтеры используют один из двух типов экструдеров: прямой привод (direct drive) или Bowden. Экструдер прямого привода подает филамент непосредственно в хотенд от мотора, установленного на печатающей голове. В отличие от него, Bowden-экструдер использует удаленный мотор, который проталкивает филамент через PTFE-трубку к хотенду.
Системы Bowden уменьшают вес печатающей головы, позволяя быстрее перемещаться. Однако им бывает сложно работать с материалами, такими как TPU (гибкий филамент), и они часто требуют точной настройки параметров втягивания, чтобы избежать нитевидности. Прямые экструдеры обеспечивают лучшую точность, более просты в использовании с гибкими материалами и в целом дают более контролируемую экструзию.
Недавние достижения в отрасли, такие как компенсация вибраций, сделали недостаток веса прямого привода менее значимым. В результате все больше производителей предлагают доступные модели с прямым приводом, а конфигурации Bowden становятся реже.
Узнать больше о Экструдеры.
Последнее обновление
Это было полезно?