Наверняка многие из вас слышали о трёхмерной печати, и при этом большинство полагает, что это что-то из области высоких технологий, а потому очень сложное, дорогое и недоступное простым смертным. На самом деле всё гораздо проще, интереснее и доступнее. Каждый, кто пройдёт обучение на этом курсе, сможет собрать свой собственный бытовой 3D-принтер, открывая практически безграничные горизонты моделирования, прототипирования и создания эксклюзивных вещей.
В курсе будет продемонстрирован весь технологический процесс печати трёхмерных объектов. Вы узнаете, что такое 3D-модели и как их создают в редакторах трёхмерной графики, наглядно увидите, какими способами формируют объёмные фигуры 3D-принтеры, узнаете, из каких функциональных элементов состоят 3D-принтеры, поймёте, как работает управляющая электроника. Будет показано устройство, а также способы сборки и настройки персонального 3D-принтера, печатающего ABS пластиком.
Сертификат могут получить слушатели, набравшие больше 80% от максимально возможного количества баллов. При этом итоговый результат, представленный как 100 %, складывается из следующих составляющих: тесты к модулям 1, 2, 3, 4 и 7 дают 15 %, тесты к модулям 5 и 6 дают 20 %.
Из урока
Устройство и принцип работы трёхмерного принтера, печатающего методом послойного наплавления
Чтобы грамотно использовать, а тем более собрать свой принтер, надо сначала узнать, как он работает.
Старший преподаватель (Senior Lecturer) Кафедра квантовой электроники и фотоники радиофизического факультета (Department of Quantum Electronics and Photonics, Faculty of Radiophysics)
[БЕЗ ЗВУКА]
[МУЗЫКА] Здравствуйте!
Давайте поговорим о том,
какие особенности принтера надо учитывать при его проектировании и эксплуатации.
Прежде всего, это будет обусловлено тем методом,
который мы выберем в качестве метода печати.
В нашем случае это будет метод послойного наплавления.
С одной стороны, он простой.
С другой стороны, уже хорошо успел зарекомендовать себя на практике.
В нашем принтере будут присутствовать горячие поверхности.
Это, прежде всего, столик.
Его сцепление с образцом должно быть максимальным на протяжении всего
процесса печати.
Для этого его покрывают термостойкой полиамидной пленкой и поддерживают при
всем процессе печати при температуре близкой,
к температуре печатаемого объекта.
Иначе в результате температурной деформации объект после попадания на
столик сожмется и отщелкнется от него.
Хотя это же самое свойство можно использовать в конце печати,
когда нам надо отделить объект от нашего столика.
Для этого вы можете просто отключить питание от нагревательного элемента и
подождать, пока столик остынет.
Но я все же рекомендую запастись полиамидной лентой,
так как вы будете использовать ее как расходный материал.
Экструдер тоже подогревается.
Его горячая часть должна быть хорошо изолирована от пластмассовых деталей
конструкции.
К тому же область нагрева пластика, в принципе, желательно минимизировать.
Это связано с тем, что некоторые виды материала, такие как PLA-пластик,
теряют нужные нам свойства в процессе нагревания.
Таким образом, если пластик будет находиться слишком долго в
расплавленном состоянии, модели будут получаться некачественные и недолговечные.
А с другой стороны, длительный перегрев пластика внутри экструдера
может послужить причиной его затвердевания и порчей экструдера в целом.
Еще одна тонкость связана с использованием нескольких материалов и перезаправкой
принтера.
Если материалы имеют разную температуру плавления, как, например,
OBS-пластик и PLA-пластик, то перезаправка легкоплавкого материала на
тугоплавкий может послужить причиной выхода из строя блока нагрева.
Например, OBS-пластик имеет температуру плавления существенно выше 200
градусов Цельсия, а PLA — существенно ниже этой отметки.
Таким образом, когда вы перезаправляете принтер, вам надо,
чтобы OBS-пластик вытеснил PLA.
Для этого его вам надо разогреть выше температуры 200 градусов Цельсия.
Но PLA при этом может застыть и даже затвердеть внутри экструдера,
что приведет к его порче, поэтому я рекомендую выбрать на начальном этапе один
из материалов и запастись набором для прочистки сопел 3D-принтеров.
Также выбор нашего принтера определяет то, какие детали на нем будут выглядеть сразу
хорошо при печати, а какие придется дорабатывать.
Навесные детали трехмерных пакетов лучше печатать методом селективного
спекания порошка.
В послойном наплавлении ограничим угол наклона стенок.
Слишком падающие стены не смогут печататься без подпорок.
Также ограничен размер перемычек.
Точная длина перемычек будет зависеть от свойств пластика и быстроты охлаждения
печатаемой модели.
Однако можно использовать эту особенность технологии в своих интересах.
Удивительные цветы получаются при печати таким навесным методом.
Вот модель с сайта Thingiverse.
Конечно, если вам надо напечатать модели сложной формы, вы можете разбить ее на
простые для воспроизведения части или предусмотреть подпорки в нужных местах.
Но это во многих случаях ухудшит качество готового продукта.
И это надо учитывать при выборе технологии печати.
Так как исходный материал у нас плавится при температуре
порядка 200 градусов Цельсия, то и модель, напечатанная из него,
будет так же расплавляться при этой же температуре.
Промежутки между частями объекта, которые не должны слипнуться,
будут определяться точностью передвижения экструдера по направлениям икс и игрек,
при этом не удастся сделать полостей в объекте сложной формы.
Лучше всего эта технология подходит для сплошных или частично
заполненных объектов.
В целом же, недостатки метода послойного наполнения с лихвой компенсируются
простотой его реализации, также простотой реализации принтера.
К тому же вам не придется работать с различными сыпучими порошками,
жидкостями и другими капризными материалами.
А полученные модели не надо будет очищать, красить или сушить.
Ну а сам принтер всегда можно легко отремонтировать.
Он не требует дорогого сервисного обслуживания,
и поэтому является фактически идеальной моделью для самостоятельной сборки.
Теперь вы знаете характерные особенности метода послойного наполнения.
В качестве самостоятельного задания найдите дополнительные материалы по этой
теме в сети.
На следующей лекции мы приступим с вами к сборке своего принтера.
Ну а я прощаюсь с вами.
Ознакомьтесь с нашим каталогом
Присоединяйтесь бесплатно и получайте персонализированные рекомендации, обновления и предложения.
Николай Георгиевич Булахов (Nikolay G. Bulakhov)Старший преподаватель (Senior Lecturer)
