Файл: 3Dпечать 3Dпечать это технология, при которой 3Dпринтер создает материальный трехмерный объект по компьютерной модели, разработанной в программе 3Dмоделирования или на основе 3Dскана..docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.03.2024

Просмотров: 21

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


3D-модели нагруженных деталей целесообразно располагать так, чтобы они выдерживали максимальные нагрузки. Здесь стоит помнить, что FDM 3D-печать — послойный процесс, а готовые изделия выдерживают более высокие нагрузки на разрыв вдоль слоев, чем поперек. Ориентируйте модель на столике соответствующим образом, с учетом вектора нагрузки.

Если необходимо дополнительно повысить прочность изделия, нужно использовать композиты, например стекло- и угленаполненные полимеры линеек X-Line, Clotho и Technika.

4. Прочистка сопла


Самый простой вариант прочистки засоренного сопла — прогрев хотэнда до температуры экструзии используемого пластика, включения механизма подачи и прокалывания пробки тонкой иглой.

Такой метод эффективен в большинстве случаев и не требует разборки экструдера.

5. 3D-печать гибкими полимерами


Эластичные полимеры, зачастую именуемые «флексами», требуют особого подхода. В нашем ассортименте это филаменты Rubber (синтетический каучук), Flex (термопластичный полиэфирный эластомер), Easy Flex и TPU D70 (оба из термопластичного полиуретана, но с разной твердостью).

Эластичность может создавать определенные проблемы во время экструзии, поэтому при работе с этими материалами рекомендуем учитывать следующие моменты:

  1. Необходимо минимизировать зазор между шестернями подающего механизма и горлом хотэнда, иначе при ощутимом усилии филамент может забиться в подающий механизм (см. иллюстрацию выше).

  2. При повышении скорости 3D-печати убедитесь, что хотэнд успевает плавить материал, иначе опять-таки можно получить запутывание филамента в подающем механизме.

  3. Требуется эффективное охлаждение термобарьера — четкая разница между холодным и горячими участками хотэнда поможет избежать пробок из-за теплового расширения филамента.

  4. При работе с флексами рекомендуется использовать директ-экструдеры, так как на экструдерах с боуденовской подачей филамента (через длинную трубку между подающим механизмом и головкой с хотэндом) сложнее настроить эффективный ретракт. Значения ретракта необходимо выставлять с щедрыми допусками, учитывая растяжение и сжатие филамента — в два-три раза выше, чем при работе с твердыми полимерами. Как вариант, ретракт можно отключить: хотя это приведет к образованию обильных подтёков, в большинстве случаев (в зависимости от материала и сложности модели) они легко срезаются острым ножом.

  5. Если используется стеклянный или металлический столик, перед 3D-печатью не забудьте нанести на поверхность лак или клей — не столько для дополнительной адгезии, сколько в качестве разделительного слоя, иначе некоторые виды флексов будет очень сложно отодрать.

  6. Как правило, флексы плохо поддаются склеиванию, что необходимо учитывать при планировании 3D-печати. Другими словами, детали из флексов лучше печатать целиком.

7. Неравномерный первый слой


Первый слой — самый важный, так как на нем будет строиться остальная модель. Слой должен быть ровным и хорошо прилипать к поверхности столика:

  1. Если, несмотря на юстировку столика, 3D-принтер укладывает неровные первые слои, вероятнее всего проблема в искривлении самого столика. Одно из популярных решений — использование в качестве столика зеркального стекла. Оконное использовать не стоит, оно-то как раз не блещет ровностью.

  2. Если это не устранило проблему, необходимо проверять механику: ровность валов, натяжение ремней, плавность хода кареток.

  3. Проверить искривление стола юстировочными винтами — такое возможно, если наклон стола регулируется по четырем точкам.

8. Адгезия


Адгезия — сложный вопрос, зависящий от используемого филамента, материала и температуры столика, а также фоновой температуры. В некоторых случаях, например при 3D-печати ПЛА на стекле, дополнительные адгезионные средства могут не требоваться вообще. Самые популярные варианты — это канцелярский клей-карандаш или разведенный клей ПВА.

В некоторых случаях клей нужен даже не для схватывания пластика со столиком, а для облегчения отделения модели от поверхности. К тому же, необходимо учитывать усадку: при работе с некоторыми материалами, например, АБС, одного лишь клея может оказать недостаточно, и тогда потребуется 3D-принтер с термокамерой.

9. Заполнение


Чтобы не тратить пластик попусту, а заодно экономить время, можно печатать детали с частичным заполнением. Каждый слайсер предлагает различные виды заполнения, необходимо лишь выбрать наиболее подходящий и указать плотность.

Принципиальной разницы между ними нет, а вот сама плотность играет важную роль, напрямую влияя на прочность изделия. Если речь идет о нагруженной детали, например шестерне, целесообразнее выставить максимальное заполнение, то есть напечатать условно монолитную деталь.

10. Верхние, нижние слои и периметры


Толщину поверхностей опять-таки можно настроить в слайсере, хотя разные программы делают это по-разному. Например, в Simplify3D или Slic3r указывается количество слоев, а в Cura — необходимая толщина сплошной заливки. Для нижнего слоя, как правило, достаточно двух-трех проходов, но можно и больше для повышения прочности перед переходом к частичному заполнению. То же самое касается и стенок.



С верхними же слоями необходимо помнить, что укладываемый поверх заполнения материал поначалу будет немного провисать, так что для получения гладкой верхней поверхности могут потребоваться пять или более слоев, в зависимости от материала и плотности заполнения. Чересчур экономить на «крыше» не стоит, иначе можно получить обидные дыры на самом последнем этапе 3D-печати.

Использование 3D-печати при построении мультироторных БПЛА

Напечатанные детали для коптера могут быть изготовлены из различного материала в различном цветовом исполнении. Такой подход позволяет использовать материал с лучшими механическими свойствами для конкретных элементов. Например, крепление для GoPro может быть исполнено в синем цвете из термополиуретана, а защита пропеллеров из нейлона. Держатели камер лучше всего печатать из ТПУ (Термопластичный полиуретан; TPU), так как этот материал поглощает вибрацию от рамы и плотно удерживает GoPro на месте, а прочный нейлон может поглощать удары и защищать как пропеллеры, так и сам объект/препятствие. Другие прочные материалы, такие как усиленный нейлон, могут даже использоваться для создания планеров, навесов и подвесов для камер.

Ещё один плюс при использовании напечатанных деталей — их относительно невысокая плотность. С помощью 3D-печати такие параметры, как количество периметров и процент заполнения, можно отрегулировать с целью значительного снижения веса, причём первое в большей степени предопределяет итоговый результат.

Наряду с тем, что изготавливаемые детали полностью настраиваемые и лёгкие, их можно быстро итерировать. Например, при проектировании канупи первый вариант заготовки может быть напечатан из недорогого материала, такого как PLA, а после процесса подгонки все требуемые изменения могут быть легко внесены в следующую итерацию. После того, как модель будет признана законченной, её можно будет напечатать из более дорогого материала, такого как углеродное волокно, нейлон или даже, если позволяет бюджет, из углеродного волокна PEEK.



Рис. 16 - Канупи для FPV-квадрокоптера

Кроме того, если есть принтер и филамент, проблема сломанной детали становится не актуальной, так как приступить к созданию новой можно сразу же.

Самое важное, о чём следует помнить, — это вес воздушного судна. Не всё, что можно распечатать и установить, целесообразно! Каждый грамм дрона влияет на время полёта и лётные характеристики, особенно это касается винтокрылых машин. Иначе говоря, на БПЛА, первостепенное назначение которого — продолжительный полёт, присутствие таких компонентов как крепление для GoPro, устройство отслеживания головы и механизм сброса не обязательно.


Самым часто используемым материалом для изготовления коптеров (особенно актуален для мини- ниши) является ТПУ. Всё потому, что он очень гибкий и может деформироваться при ударе, поглощая энергию и защищая важные компоненты БПЛА. Благодаря своей гибкости он также может поглощать вибрацию, уменьшая количество видимых артефактов на записанном видео. Это стало меньшей проблемой с появлением стабилизации в камере. Ещё одним подходящим материалом является нейлон. Он жёстче, чем TPU, но всё же обладает некоторой гибкостью.

Основными деталями, напечатанными на TPU, являются бамперы, крепления для камеры, крепления для антенн и защита пропеллеров. Нейлон также можно использовать для защиты пропеллеров, но он встречается реже, потому что его сложнее печатать.

Хоть TPU и нейлон универсальны в применении, они подходят не для всех деталей. В тех случаях, где требуется больше жёсткости и прочности, например, при изготовлении планеров, рекомендуется такой материал, как нейлон, армированный углеродным волокном (carbon-fiber-reinforced nylon; сокр. CFRPA6). Такой подход обеспечит преимущества стандартного нейлона в купе с жесткостью углеродного волокна. К тому же на нём легче печатать, чем на обычном нейлоне, поскольку он меньше коробится и лучше прилипает к рабочей пластине 3D принтера.

Одним из способов защитить нижнюю часть рамы судна, а также крепёжные болты моторов — это добавить напечатанные на 3D-принтере «подставки или посадочные площадки». Они особенно полезны при полёте над бетонной поверхностью. Идеальным материалом для этого выступает CFRPA6. Вы также можете напечатать их из TPU, но сопротивляемость к истиранию не будет такой хорошей.

Если полет проводится в FPV режиме, антенны видео-передатчика имеют важное значение. Таким образом, существует множество вариантов монтажа таких компонентов. Если аппарат предназначен для полётов на большие расстояния, то заключать активную часть антенны в TPU — не лучшая идея, поскольку это отрицательно скажется на видеосигнале. Для них TPU является предпочтительным выбором, поскольку он очень эластичен и может деформироваться без разрушения длительное время.

Также можно включить функцию отслеживание головы в FPV режиме, когда FPV-камера устанавливается в моторизованный привод, позволяющей ей двигаться в двух или трех измерениях в соответствии с FPV очками. Таким образом, камера копирует движения головы, способствуя большему погружению. Для этого следует использовать негибкие материалы, такие как PETG, ABS, ASA или даже PC. Жёсткость необходима, чтобы устранить люфт в компонентах.


Всегда можно распечатать детали для расширения функциональности. Стабилизатор камеры для аэрофотосъёмки или видеосъёмки или механизм для захвата и сброса предметов. Для карданного подвеса движущиеся части должны быть напечатаны на негибком материале, чтобы исключить люфт. При установке стабилизатора на дрон, между ним и подвесом обязательно должна быть гибкая деталь, Наконец, еще одним хорошим вариантом для печати являются детали для защиты элементов, например, таких как стики управления пульта управления. Они могут быть из гибкого или негибкого материала, в зависимости от цели.