Изучение лучших практик 3D-печати от профессионала

Может показаться, что 3D-печать — это совершенно современная технология, но на самом деле она используется в отрасли уже десятилетия. Единственное, что действительно ново, это то, что принтеры стали дешевыми и достаточно маленькими, чтобы такие люди, как мы, могли купить их и поставить на свой верстак. Так почему бы не воспользоваться всеми этими знаниями, накопленными теми, кто работал в области 3D-печати, точнее называемой аддитивным производством, еще до того, как MakerBot перестал производить деревянные принтеры?

Вот почему мы попросили Эрика Атли, инженера по приложениям Protolabs, зайти в Hack Chat на этой неделе. Имея более чем 15-летний опыт работы в аддитивном производстве, можно справедливо сказать, что он видел, как технология претерпела довольно большие изменения. Он работал над всем: от классической стереолитографии (SLA) до новых принтеров Multi Jet Fusion (MJF), а в последнее время сосредоточился на печати на таких металлах, как инконель и алюминий. По сравнению с 3D-принтерами, с которыми он работал, мы в основном играем с горячими, полурасплавленными LEGO, но это не значит, что некоторые уроки, которые он усвоил, не могут быть применены на уровне любителей.

Разговор начался с вопросов о том, как выглядит повседневная жизнь Эрика и с какими классными машинами ему приходится играть. В конце концов, немногие из нас получат доступ к принтеру, который сможет распечатывать что-то размером с автомобильный двигатель, поэтому нам придется жить за счет других, более удачливых, чем мы. Это позволило получить некоторое представление о различных технологиях печати, которые в настоящее время используются «большими мальчиками» как для пластиковых, так и для металлических деталей.

Эрик говорит, что вместо моделирования наплавлением (FDM), процесса, с помощью которого работают наши настольные принтеры, большую часть времени он имеет дело с той или иной формой спекания. Для этого есть несколько причин, но одна из главных — скорость. Поскольку при печати нескольких объектов нет штрафа по времени, они могут загрузить всю поверхность печати и максимизировать свою эффективность. В одном случае Эрик вспоминает, что за одну 48-часовую печать они отпечатали 3000 отдельных деталей.

В конце концов обсуждение перешло к фактическому дизайну деталей, предназначенных для 3D-принтера, и именно здесь все, пожалуй, было наиболее применимо для домашних геймеров. Эрик упомянул, что спекание и струйная печать не требуют опор, поскольку порошкообразный пластик сам по себе обеспечивает своего рода каркас для детали во время ее изготовления. Но даже если деталь производится по технологии, требующей вспомогательного материала, хорошие проектировщики стараются избегать этого, насколько это возможно. Особенно в медицинской и аэрокосмической областях, где внутренние опоры могут создать проблемы. Как оказалось, правила здесь очень похожи на те, к которым привыкли те из нас, у кого есть настольные машины, например, необходимо сохранять углы круче 45 ° и использовать фаски вместо жестких краев.

Интересно, что Эрик говорит, что одна из самых больших проблем у них — толщина стен. Очевидно, что для каждой комбинации материала и технологии печати существует минимальная толщина стенок, но, более того, он говорит, что быстрое изменение толщины стенок напечатанной металлической детали может привести к дифференциальной усадке, которая может поставить под угрозу всю деталь. Если вы не можете использовать в своем проекте одинаковую толщину стенок, он рекомендует делать переходы как можно более постепенными, например, используя скругления.

Также было несколько приятно услышать, что даже при использовании высококлассных промышленных 3D-принтеров все еще существуют проблемы с точностью размеров, с которыми приходится бороться. Показательный пример: отверстия по бокам предметов. Эрик говорит, что отверстия сверху и снизу не являются большой проблемой, поскольку по сути они представляют собой стопку двухмерных фигур, но как только у вас есть отверстие на боковой стороне объекта, высота слоя отпечатка увеличивается. новая переменная. Проблема настолько серьезна, что, если в детали нужны отверстия сбоку, ее часто решают на дополнительном этапе обработки: в пластиковых деталях отверстия просверливаются после печати, а в металлических - отверстия обрабатываются с необходимыми допусками. Прямо как дома!