Способ моделирования оплавлением (fdm)
Формообразование детали происходит при помощи экспозиции, а через нагревающее сопло происходит растапливание исходного материала (рис.60). Намотанный на катушку материал, перемещаясь через нагревательное устройство, подводится к соплу, управляющему от координатного механизма. Расплавленный в камере материал выдавливается на платформу носителя. Намотанный на катушку материал, перемещаясь через нагревательную камеру подводится к координаторному соплу, которое управляется в соответствии с 3Д-CAD геометрией изделия. Пластичный материал выдавливается на платформу, образуя первый слой изделия Проволока нагревается до температуры близкой к температуре плавления материала.
Рис. 60. Способ моделирования оплавлением (FДМ). 1 – суппорт; 2 – платформа; 3- деталь; 4- координаторное сопло; 5- нагревательная камера; 6 – головка FДМ ; 7 – механизм подачи проволоки; 8- бухта с проволокой.
В общем случае толщина слоя составляет от 0,025мм до 1,25мм, а толщина стенки между 0,22мм и 6мм. После изготовления первого слоя платформа опускается, и производят следующий слой. Применяемые материалы – термопласты, металлы, воск.
5. Способ моделирования по принципу трехкоординатной (трехмерной) печати (3d Printinq, tdp)
Способ, основанный на этом принципе, напоминает SLS-способ. На подвижной платформе распределяется слой зерен порошка. Инжектор растапливающего сопла, управляемый от XY-данных, полученных при компьютерном расчете слоистой модели, подает на каждую точку жидкое связующее, скрепляющее порошок в слое в этом листе. Так формируется первый слой. Так формируется первый слой – нижнее сечение модели. Платформа опускается на величину шага между первым нижним и вторым нижним сечением. Дозировано наносится второй слой порошка такой же толщины. Снова инжектор подает жидкое связующее по программе и формируется второй нижний слой. Повторением такого цикла постепенно формируется модель снизу вверх. В ванне, наполненной порошком, скреплен связкой и затвердевающий объем в форме соответствующей 3D-CAD модели. После завершения процесса лишний порошок отсасывается из ванны. Таким образом, система работает как трехмерный принтер.
Изготовленные твердотельные модели после доработки могут использоваться непосредственно для тиражирования, проверки всей конструкции, например, собираемости и т.д.
Применяемые материалы – минералы, крахмал, керамика, целлюлоза, гипс, полистирол. Способ характеризуется высокой скоростью.
В настоящее время 3Д-принтер рассматривается как самый дешевый и удобный в применении вариант RP. Малые габариты, возможность размещения в обычном офисе рядом с системами CAD и интернет, возможность цветного изображения позволяют рассматривать эти принтеры как периферийное оборудование к компьютерам.
Имеется сообщение об успешном применении этой технологии для послойного изготовления таблеток медтехнологии (20 тыс. таблеток в час), а также для производства структуры костей, сухожилий, хрящей, имплантантов с использованием живых клеток и биоматериалов.
Скорость изготовления с 5-10 раз выше, чем при других находящихся на рынке системах до 50мм конструктивной высоты в час.