головку, распределяется в соответствии с заданной программой и застывает сразу после нанесения. По завершении формирования одного уровня вращающаяся головка проверяет его толщину и приступает к работе над следующим. Трехмерные принтеры Contex отличаются от аналогичных разработок других компаний доступностью, высоким разрешением, а также выверенной точностью создания модели. Трехмерная модель создается в 5-10 раз быстрее, чем при использовании других технологий, причем ни одно из альтернативных решений не обеспечивает столь низкой себестоимости работ. Возможности 24-битной передачи цвета.(рис.7.36)
Принтер Contex DESIGNmate Mx Черно-белый принтер с разрешением 300x450 dpi очень прост в применении. Он быстро, качественно
ис минимальными затратами создаст модели непосредственно из программы проектирования. Скорость печати- 2-3 слоя в минуту. Размер формируемой детали-203х254х203 мм Толщина слоев (выбирается во время печати пользователем)0,089-0,203 мм. Разрешениеdpi300х450.
Количество печатающих головок-1. Количество форсунок304. Габариты оборудования -74х86х109 мм .Вес оборудования -115 кг . Тип входных данныхSTL, VRML и PLY .
Программное обеспечение DESIGNprint позволяет просматривать, подписывать
имасштабировать 3D-модели
Рис 7.36. Общий вид принтера Contex DESIGNmate Mx
7.1.3.1. Genisys (Stratasys)
Этот трехмерный принтер (рис. 7.37) изготавливает относительно прочные детали, используя разновидность технологии FDM (Fused Deposition Modelling), традиционно используемой системами Stratasys. Этот процесс включает в себя нагревание термопластического материала до температуры плавления и его выдавливание для формирования детали. Толщина каждого слоя составляет
159
0,014 дюйма (0,36 мм). Genisys предоставляет возможность расположения нескольких деталей одна в другой или одновременное размещение нескольких деталей в рабочей области. Это удобно при изготовлении нескольких вариантов детали в одно и тоже время. Размер формируемой детали: 305х203х203 мм. Скорость изготовления: 101 мм/сек.
Рис. 7.37. 3D принтер Genisys
Программное обеспечение - AutoGen - соответствующим образом позиционирует 3D модель, послойно её разбивает, формирует поддержку (при необходимости) и начинает изготовление. Точность изготовления 0,356 мм.
7.1.3.2. Z 402 (Z Corporation)
В этом процессе, машина распределяет слой порошка по поверхности рабочей ёмкости. В качестве строительного материала используется специальный крахмально-целлюлозный порошок. Жидкий клей на водяной основе, поступая из 128-струйной головки, связывает частицы порошка, формируя контур одного сечения модели. Затем рабочая ёмкость опускается на толщину одного слоя; по всему объёму ёмкости, в том числе и по предыдущему слою, распределяется новый слой порошка, инжекционная головка очерчивает контур следующего сечения, и т.д. После окончания построения излишки порошка удаляются. Для увеличения прочности модели, имеющиеся пустоты могут быть заполнены жидким воском(см. рис.7.38).
Рис.7.38. Примеры деталей, изготовленных на 3D принтере Z402
160
Скорость является основным отличием этой установки. Она изготавливает модели, по крайней мере, в 10 раз быстрее, чем самые быстрые конкурирующие системы. Деталь может быть изготовлена в период времени от нескольких минут до нескольких часов.
"Строительный" объём принтера Z402: 203х254х203 мм; вес: 136 кг.
Так как принтер имеет небольшие габариты и вес (рис. 7.39), а также не использует в работе вредных материалов, то он может быть установлен непосредственно на рабочем месте конструктора, как и обычный принтер, и при необходимости может быть быстро доставлен в любое место.
Рис. 7.39. 3D принтер Z402
Принтер Z402 был разработан и запатентован в Массачусетском Технологическом Институте, и лицензирован Z Corporation в 1994.
7.1.3.3. Actua 2100 (3D Systems)
Эта система была выпущена компанией 3D Systems в 1996 году. Для обработки специального термополимерного материала, из которого изготавливается прототип, эта машина использует струйную технологию, или многоструйное моделирование.
Материал похож на твёрдый воск. Он накладывается слоями, толщина которых составляет 0,04 мм с разрешением 300 точек на дюйм. Стоимость установки около 65000 долларов.
В марте 1999 года фирма 3D Systems представила на рынок последователя системы Actua 2100 - ThermoJet. Эта установка работает по тому же принципу, что и Actua 2100, только в 3 раза быстрее. ThermoJet имеет 352 дюзы (для сравнения, у системы Actua 2100 их только 96). Технология изготовления прототипов при помощи ThermoJet аналогична принципу действия обычного принтера. Управляемая компьютером печатающая головка, выдавливает из
161
тонких дюз расплавленную пластмассу и строит, таким образом, точную трехмерную модель. Используемый материал – это термополимер на основе воска, который имеет температуру плавления, равную 90°С, а при комнатной температуре отвердевает.
При помощи установки ThermoJet можно изготавливать прототипы размером 250х190х200 мм, с толщиной слоя, равной 0,04 мм. Разрешение принтера составляет 400 точек на дюйм в направлении X, 300 - в направлении Y.
ThermoJet позволяет конструктору просто, быстро и с минимальными затратами изготовить концептуальную модель. После того, как конструктор закончил свой проект в CAD-системе, он отправляет данные, посредством обычной компьютерной сети на ThermoJet. За короткое время изготавливается прототип.
Кроме того, при цене в 50000 американских долларов ThermoJet является привлекательной альтернативой всем системам 3D печати.
7.1.4 Практическое применение RP - технологий
Технологии быстрого прототипирования предоставили новые возможности развития производства. За последние несколько лет произошли существенные изменения в новых технологиях, которые повлияли на то, как промышленность может использовать эти технологии в точном литье по выжигаемым моделям для быстрого изготовления функциональных металлических образцов и как ключевой шаг в быстром изготовлении оснастки.
Уже на ранней стадии развития стереолитографии стало ясно, что эта революционная технология может найти различные применения в производственных процессах. На стадии концептуального проектирования наличие физического трехмерного объекта значительно облегчает оценку правильности конструкции, а также упрощает сам процесс общения между членами коллектива, работающими над проектом.
Ранее стереолитографические объекты, создаваемые из фотополимерных материалов, по своим физическим и механическим характеристикам не соответствовали промышленным материалам. Следовательно, хотя эти модели и позволяли проводить контроль размеров и геометрии, проверку и оптимизацию конструкции, но возможности функциональной проверки прототипов были ограничены.
В связи с этим несколько лет назад многие пользователи технологии стереолитографии начали искать пути, позволяющие устранить эти ограничения.
162