Структура 3D-принтера FDM

FDM (моделирование плавлением) в 3D-печати — это процесс производства методом плавления (FDM), разработанный американским ученым Скоттом Крампом в 1988 году.

Материалы FDM обычно представляют собой термопластические материалы, такие как воск, АБС-пластик, нейлон и т. д., которые поставляются в виде нитей. Материал нагревается и расплавляется в сопле. Сопло движется по контуру поперечного сечения детали и траектории заполнения, одновременно выдавливая расплавленный материал, материал быстро затвердевает и конденсируется с окружающим материалом.

Преимущества 3D-печати FDM:

1. Благодаря простой конструкции и работе системы экструзионной головки горячего расплава затраты на техническое обслуживание низкие, а система безопасна в эксплуатации;
2. Скорость формования низкая, и изделия, произведенные методом наплавления, не нуждаются в скребке в SLA для обработки этого процесса;
3. Прототипы деталей, сформированные из воска, можно непосредственно использовать для литья по выплавляемым моделям;
4. С его помощью можно формовать детали любой степени сложности, часто используют для формирования деталей с весьма сложными полостями и отверстиями;
5. В процессе формования в сырье не происходит химических изменений, а коробление детали невелико;
6. Высокий коэффициент использования сырья и длительный срок службы материала.

Структура 3D-принтеров FDM классифицируется в соответствии с режимом движения каждой оси, которую можно разделить на следующие модели: RepRap, I3, DELTA, UM, MB, Core XY. Ниже приводится подробное введение.

1) РепРэп

Принтеры RepRap кажутся довольно сложными, поскольку первоначальная задумка конструктора — сделать копию самой машины, поэтому есть надежда, что каждый компонент можно будет получить посредством 3D-печати. Поэтому спроектирована опора рамной конструкции из полированного стержня. С точки зрения практичности такая рамная конструкция, во-первых, требует большой регулировки сборки; во-вторых, видны основные компоненты, включая печатную плату. Из-за стабильности квадратной конструкции и сложности регулировки RepRap второго поколения был заменен на треугольную рамную конструкцию.

2) I3

Структура 3D-принтера I3 также известна как портальная архитектура. Эта структура является относительно классической. Он произошел от создателя 3D-принтера FDM: RepRap. Благодаря простой конструкции, удобству в обращении, возможности обновления и обслуживания аппаратного обеспечения эта модель является любимой среди всех крупных любителей. Особенности 3D-печати машины I3: печать по оси Y осуществляется за счет движения платформы вперед и назад, а печать по оси X осуществляется за счет двигателя, приводящего сопло в движение влево и вправо. Особенностью структуры i3 является то, что движение оси Z очень стабильно. В моделях этого типа необходимо уделять внимание устойчивости рамы, поэтому она, как правило, не слишком велика, а напечатанная модель будет дрожать, если она большая.

3) ДЕЛЬТА

Дельту еще называют дельтой. Также называется параллельным плечом. Эта структура была впервые изобретена в 1980-х годах профессором Реймондом Клавелем из Лозаннского технологического института (EPFL) в Швейцарии. Параллельный манипулятор «Дельта» представляет собой механическую конструкцию, которая управляет движением мишени по осям X, Y и Z посредством серии взаимосвязанных параллелограммов. При той же стоимости использование инкрементального типа позволяет создать 3D-принтер большего размера. Трехосная структура рычага делает его более эффективным и быстрым. Кроме того, 3D-принтеры Delta также обладают способностью адаптироваться к небольшим помещениям и эффективно работать в них. Структура относительно проста, а эффект печати изогнутых поверхностей хороший. В последние годы он получил широкое распространение.

Принтер Delta 3D — это настольный мини-3D-принтер. Использование его эквивалентно перемещению промышленного параллельного манипулятора на рабочий стол обычного домохозяйства. Мы можем избежать высоких затрат на покупку 3D-принтеров профессионального уровня и добиться 3D-печати, гарантируя при этом точность и скорость. Но модель DELTA склонна к проблемам при печати прямоугольников. Низкое использование пространства.

4) УМ

Конструкция 3D-принтера UM в основном заключена в печатающей головке. Он принимает перекрестную структуру. Расширительный двигатель не находится на конце сопла. Он может эффективно заменить вес печатающей головки 3D и повысить коэффициент использования внутреннего пространства. Две оптические оси фиксированы. Поскольку эта конструкция имеет двойную оптическую ось, заменить некоторые аксессуары сложнее, и ее относительно сложно собрать.

5）МБ

Конструкция 3D-принтера MB в основном заключается в том, что экструзионный двигатель обычно устанавливается рядом с соплом, нить подается на короткие расстояния, а компоненты экструзии переносятся двойным оптическим подшипником. Движение в направлении X обычно приводится в движение двигателем, приводящим в движение синхронный ремень, и обе стороны движутся вместе посредством ременного привода. Такая структура относительно приемлема для подачи нити и стабильности 3D-печати, но из-за ременной передачи по оси X она будет ограничивать скорость печати 3D-принтера. Если скорость печати слишком высокая, это может привести к потере шага. Кроме того, прессованная конструкция двигателя увеличит вес компонентов. Следует обратить внимание на замену расходных материалов и операции по техническому обслуживанию, чтобы избежать деформации двух оптических осей.

6) Сердечник XY

Разница между структурой 3D-принтера Core XY и MB, UM и другими структурами заключается в режиме передачи. Самая большая особенность Core XY заключается в том, что его двигатели X и Y работают вместе, а ремень ГРМ можно размещать под разными зубчатыми колесами. Формируйте множество различных способов намотки. Благодаря скоординированному движению двух двигателей сила, создаваемая двигателем, превышает силу одного двигателя, что уменьшит вес одного двигателя в направлении XY и повысит точность. Эта конструкция отличается высокой точностью печати, высокой скоростью и высоким использованием монтажного пространства. Он относительно сложен, требует большого количества сборочных деталей и имеет относительно большое количество синхронных колес или подшипников закрепительного ремня.

Каждая модель имеет свои особенности. С развитием времени люди верят, что различные модели могут использовать свои преимущества и избегать недостатков, тем самым принося больше счастья энтузиастам 3D-печати.