Kuidas alustada FDM 3D -printimisega
Kas oled valmis avama uskumatu potentsiaali? Sulatatud sadestamise modelleerimine (FDM) 3D-printimineKujutage ette, et teil on võimalus muuta oma digitaalsed kujundused käegakatsutavateks objektideks otse teie käeulatuses. FDM-tehnoloogia on 3D-printimise maailma revolutsiooniliselt muutnud, muutes selle kättesaadavamaks ja kasutajasõbralikumaks kui kunagi varem. Olenemata sellest, kas olete uudishimulik harrastaja, alustav ettevõtja või lihtsalt keegi, kellele meeldib luua, avab FDM 3D-printimise teekonnale asumine võimaluste maailma.
FDM 3D-printerid: põhikomponendid ja nende funktsioonid
Raam: teie printeri skelett
Iga FDM-printeri südameks on raam – vastupidav skelett, mis toetab kõiki teisi komponente. Tavaliselt metallist või kõrgekvaliteedilisest plastist valmistatud raam tagab printimise ajal stabiilsuse ja täpsuse. See sisaldab liikumissüsteemi, mis koosneb astmemootoritest, rihmadest ja rööbastest, mis juhivad prindipea liikumist mööda X-, Y- ja Z-telge.
Hästi disainitud raam minimeerib vibratsiooni ja säilitab täpsuse, mis on kvaliteetsete printide jaoks ülioluline. Mõned edasijõudnud mudelid, näiteks QIDI 3D-printerid, on varustatud suletud raamidega, mis aitavad hoida ühtlast temperatuuri ja kaitsevad prinditud pilte väliste häiringute eest.
Print Bed: koht, kus teie looming kuju võtab
Prindialus on teie 3D-loomingu alus. See tasane pind sageli kuumutatud, on koht, kuhu sadestub esimene sulatatud filamendi kiht. Voodi temperatuur ja materjal mängivad olulist rolli hea nakkumise tagamisel ja deformeerumise vältimisel.
Kaasaegsed trükivoodid on valmistatud erinevatest materjalidest, millel kõigil on ainulaadsed omadused. Klaasvoodid pakuvad täiesti tasast pinda ja jahtudes hõlpsat prinditud materjali eemaldamist. PEI-lehed pakuvad suurepärast nakkuvust paljude hõõgniittüüpidega. Painduvad spetsiaalse kattega teraslehed võimaldavad prinditud materjali painutamise teel hõlpsalt eemaldada.
Mõnel printeril on automaatne nivelleerimissüsteem, mis kompenseerib prindialuse pinna väiksemaid ebatasasusi, tagades esimese kihi ühtlase haarduvuse kogu prindialal.
Ekstruuder: teie printeri joonistamisvahend
Ekstruuderi assamblee on printeri kunstiline tööriist, mis vastutab filamendi sulatamise ja täpse paigutamise eest. See koosneb kahest põhiosast:
- Kuum ots: Siin toimubki maagia. Kuum ots sulatab filamendi ja surub selle läbi pisikese otsiku. See hoiab ühtlast temperatuuri, mis on ülioluline filamendi sujuva voolamise ja kihtide hea nakkumise jaoks.
- Külm ots: Külm ots, mis toimib filamendi juhikuna, suunab materjali kuuma otsa. See sisaldab astmelist mootorit ja käike, mis kontrollivad filamendi voolukiirust ülima täpsusega.
Liikumissüsteem: trüki koreograafia
Liikumissüsteem orkestreerib 3D-printimise keerukat tantsu. Samm-mootorid koos rihmade või pliikruvidega juhivad ekstruuderi liikumist mööda X-, Y- ja Z-telge. See täpne koordinatsioon võimaldab printeril digitaalseid juhiseid märkimisväärse täpsusega füüsilisteks objektideks teisendada.
Hõõgniidisüsteem: tindiga varustamine
Niidi etteandesüsteem tagab ekstruuderile materjali pideva etteande. Tavaliselt koosneb see poolihoidikust ja etteandemehhanismist. Mõned printerid kasutavad otseülekandesüsteeme, kus ekstruuderi mootor on paigaldatud otse kuuma otsa kohale. Teised kasutavad Bowdeni seadistused, mis kasutavad toru hõõgniidi juhtimiseks kaugel asuvast mootorist kuuma otsa.
Kuidas FDM 3D-printimine töötab
FDM 3D-printimine algab printeri soojenemisega. Kuum ots soojeneb filamendi jaoks sobiva temperatuurini, tavaliselt 200–230 °C selliste materjalide puhul nagu PLA või ABS.Samal ajal kuumeneb trükialus, et tagada esimese kihi korralik nakkumine.
Pärast kuumutamist hakkab printer sulatatud filamenti prindialusele ekstrudeerima, asetades ettevaatlikult peale esimese olulise kihi. See alus on kogu prindi õnnestumiseks ülioluline. Kui see esimene kiht jahtub ja tahkub, langeb prindialus veidi, tavaliselt 0,1–0,3 mm.
Seejärel jätkab printer objekti kiht kihi haaval printimist. Prindipea liigub täpselt X- ja Y-suunas, järgides G-koodi juhistega määratletud trajektoori. See asetab pinnale õhukesed sulanud niidi read, mis jahtudes seonduvad alumise kihiga. See koordineeritud liikumise ja kontrollitud ekstrusiooni protsess loob objekti kuju.
Objekti üleulatuvate osade jaoks loob printer samaaegselt eemaldatavad tugistruktuurid. Need ajutised toed takistavad objekti kokkuvarisemist printimise ajal. Printer ei loo täiesti tahkeid objekte; selle asemel täidab see sisemuse mustriga, mida nimetatakse täiteks, pakkudes tugevust väiksema materjalikuluga.
See kihtide lisamise, toestamise ja täitmise protsess jätkub kuni kogu objekti valmimiseni. Kestus varieerub sõltuvalt objekti suurusest ja keerukusest. Kui viimane kiht on valmis, jahtub printer maha, võimaldades plastikul täielikult tahkuda, mille tulemuseks on valmis 3D-prinditud objekt.
Mida saab FDM 3D-printimisega luua?
FDM 3D-printimine avab tohutu hulga võimalusi väga erinevate objektide loomiseks. Siin on mõned levinud rakendused:
- Prototüübid ja mudelid: Ärata tootekujundused kiiresti ellu testimiseks ja visualiseerimiseks. Alates arhitektuurimudelitest kuni tooteprototüüpideni – 3D-printimine kiirendab disainiprotsessi.
- Majapidamistarbed: Looge igapäevaste probleemide lahendamiseks kohandatud korraldajaid, dekoratiivesemeid, kodumasinate varuosi või ainulaadseid vidinaid.
- Haridusvahendid: Õpikogemuse täiustamiseks printige keerukate loodusteaduste, matemaatika või inseneriteaduste kontseptsioonide 3D-mudeleid.
- Mänguasjad ja mängud: Kujunda ja prindi kohandatud kujukesi, lauamängunuppe või täiesti uusi mänge.
- Cosplay ja rekvisiitide valmistamine: Meisterda keerukaid kostüümitükke, rekvisiite või koopiaid cosplay või filmitegemise jaoks.
- Funktsionaalsed osad: Tootke väikeseid masinaosi, kronsteine, elektroonikaprojektide korpusi või kohandatud tööriistu.
- Kunst ja skulptuur: Avastage uusi kunstilise väljenduse vorme, luues skulptuure või installatsioone, mida varem oli keeruline valmistada.
- Meditsiinilised mudelid: Tervishoiuasutustes printige anatoomilisi mudeleid kirurgiliseks planeerimiseks või hariduslikel eesmärkidel.
Kuigi FDM 3D-printimine on mitmekülgne, on oluline märkida selle piiranguid. See ei pruugi sobida toiduohutute toodete tootmiseks ilma eriliste kaalutlusteta ja seda ei kasutata tavaliselt suure pingega mehaaniliste osade jaoks. FDM-printide pinnaviimistlus võib siledama välimuse saavutamiseks vajada ka järeltöötlust.
Kuidas FDM 3D-printimisega alustada
1. Valige algajatele parim 3D-modelleerimistarkvara
3D-modelleerimise uustulnukatele on kasutajasõbralike valikute hulgas järgmised: TinkerCAD, lihtne brauseripõhine tööriist, mis sobib ideaalselt põhitõdede õppimiseks, ja Fusion 360, mis pakub head tasakaalu funktsioonide ja kasutatavuse vahel. Blender on mitmekülgne avatud lähtekoodiga valik, mis sobib nii algajatele kui ka ekspertidele, samas kui SolidWorks sobib suurepäraselt täpsete ja tehniliste disainide jaoks.
2.Hinnake 3D-modelleerimistarkvara funktsioone
3D-modelleerimistarkvara valimisel eelista intuitiivset liidest, ulatuslikku põhikujude kogu ning tööriistu kujundite kombineerimiseks ja muutmiseks. Otsi täpseid mõõtmis- ja skaleerimisvõimalusi, võimalust eksportida kujundusi 3D-printimiseks sobivatesse vormingutesse ning funktsioone, mis võimaldavad olemasolevaid mudeleid importida ja muuta.
3. Leidke printimiseks 3D-mudeleid
Populaarsed 3D-mudelite hoidlad on järgmised: Thingiverse, mis pakub suurt valikut tasuta kogukonna loodud kujundusi; MinuMiniTehas, tuntud kvaliteetsete mudelite poolest; ja Cults3D, mis pakub nii tasuta kui ka tasulisi mudeleid ainulaadsete kujundustega.
4. Hinnake mudeli prinditavust FDM-i jaoks
Mitte kõik 3D-mudelid ei prindi FDM-printeritega hästi. Mudelite valimisel pidage meeles järgmisi näpunäiteid:
- Üleulatuvad osad: FDM-printerid töötavad kõige paremini kergete üleulatuvate osadega, ideaaljuhul alla 45 kraadi vertikaalist. Järsemate üleulatuvate osade puhul võib vaja minna tugistruktuure, mis võivad mõjutada prindikvaliteeti.
- Objekti suurus: Düüsi suuruse ja kihi kõrguse piirangute tõttu on FDM-printeritel raskusi väga peente detailidega. Paremate tulemuste saavutamiseks valige suuremate detailidega disainilahendused. Alla 0,8 mm suurused detailid ei pruugi standardse 0,4 mm düüsiga usaldusväärselt printida.
- Orientatsioon: Tasase põhjaga mudeleid on lihtsam printida ja need kleepuvad paremini trükialusele. Mõelge, kuidas saaksite mudelit optimaalse printimissuuna saavutamiseks pöörata.
- Suurus: Veenduge, et mudel sobiks teie printeri printimismahuga. Kuigi skaleerimine on võimalik, võib see mõjutada peente detailide või õhukeste seinte prinditavust.
Eelnevalt valmistatud mudelitega alustamine aitab sul mõista, mis teeb 3D-prindist hea tulemuse. Kogemuste omandades arendad oskusi luua või muuta oma kujundusi paremate printimistulemuste saavutamiseks.
Edasi liikumine: sammud eduka FDM 3D-printimise suunas
1. 3D-mudeli viilutamine printimiseks
Viilutamistarkvara muudab teie 3D-mudeli printeri juhisteks. Populaarsed programmid nagu Cura ja PrusaSlicer võimaldavad teil reguleerida võtmeseadeid, nagu kihi kõrgus, printimiskiirus ja temperatuur. Õhemad kihid tagavad sujuvama prindi, kuid võtavad kauem aega, samas kui kiirem kiirus võib kvaliteeti mõjutada. Erinevad materjalid vajavad erinevaid temperatuure.
Toed ja täitematerjal on olulised. Toed aitavad printida üleulatuvaid osi ja täitematerjal määrab sisemise konstruktsiooni. Pärast kõige seadistamist loob tarkvara faili (G-koodi) koos printeri üksikasjalike juhistega.
2. 3D-printeri ettevalmistamine
Niidi õige laadimine on ülioluline. Kuumuta otsikut, lõika filamendi ots nurga all ja suru see ettevaatlikult ekstruuderisse. Kasuta printeri juhtnuppe filamendi söötmiseks, kuni näed, et see otsikust välja tuleb.
Esimese kihi õigesti pealekandmine on hea prinditulemuse võti. Tasandage trükipindkas käsitsi või automaatsete süsteemide abil. Käsitsi tasandamiseks reguleerige aluse kõrgust mitmest punktist, kuni otsiku ja aluse vaheline vahe on igalt poolt ühtlane. Testige, printides suure ühekihilise kujundi, ja tehke vajadusel kohandusi.
3. Õige filamendi valimine
FDM-printerid kasutavad poolidel olevaid plastfilamente. PLA sobib suurepäraselt algajatele ja madalamatel temperatuuridel printimiseks. ABS on tugevam, kuid keerulisem printida. PETG pakub head omaduste kombinatsiooni. TPU on painduv ja nailon on vastupidav, kuid printimine võib olla keeruline.
Filamenti valides mõtle sellele, mida su printer suudab töödelda ja mida sa sellega teed.Kontrollige alati tootja soovitatud sätteid. Erinevate filamentide proovimine aitab teil leida endale sobivaima.
3D-printide täiustamine: järeltöötlustehnikad
Tugede eemaldamine ja esialgne puhastamine
Kui FDM-print on valmis, on esimene samm tugistruktuuride eemaldamine. See protsess nõuab ettevaatust, et vältida prinditud materjali kahjustamist. PLA-tugede puhul sobivad hästi nõelaotsaga tangid või tasanduslõikurid. Keerake toed ettevaatlikult ja tõmmake need mudelist eemale. Vees lahustuvate tugede puhul leotage printi soojas vees, kuni toed lahustuvad.
Pärast toe eemaldamist kontrollige oma prinditud materjali jääkide või ebatasasuste suhtes. Kasutage peenikeste pintsettidega väikeste plasttükkide eemaldamist ja hobinuga, et liigne materjal ettevaatlikult ära lõigata.
Pinna viimistlemine: lihvimine ja silumine
Lihvimine on levinud meetod kihtide silumiseks ja pinnaviimistluse parandamiseks. Alusta jämedateralise liivapaberiga (umbes 100-teraline) ja liigu järk-järgult peenema teralisuse poole (kuni 2000-teralise paberini väga sileda viimistluse saavutamiseks). Lihvi ringjate liigutustega, olles ettevaatlik, et mitte liiga suurt survet avaldada.
ABS-printide jaoksAtsetooni auruga silumine võib luua läikiva ja sileda pinna. Asetage prinditud pilt hästi ventileeritavasse kohta ja jätke see lühikeseks ajaks atsetooni aurude kätte. Olge ettevaatlik, kuna ülevalgustamine võib peeneid detaile sulatada.
Värvi lisamine: prinditud piltide maalimine
Enne värvimist kanna peale kruntvärv, et värv paremini nakkuks. Vali plastikule sobiv kruntvärv ja kanna peale õhukesed, ühtlased kihid. Kui kruntvärv on kuivanud, võid oma mudeli värvida plastikule mõeldud akrüülvärvide või pihustusvärvidega. Mitu õhukest kihti annavad tavaliselt parema tulemuse kui üks paks kiht.
Täiustatud viimistlustehnikad
Professionaalse viimistluse saavutamiseks kaaluge neid täiustatud tehnikaid:
- Täitekrundid aitavad kihtide jooni varjata. Kandke täiteaine peale, lihvige see siledaks ja korrake vastavalt vajadusele.
- Epoksüüdkatted võivad luua läikiva ja vastupidava viimistluse. Need on eriti kasulikud funktsionaalsete osade jaoks, mis vajavad lisatugevust.
- Poleerimispastad, mida kasutatakse pöörleva tööriistaga, võivad mõnedele materjalidele anda kõrgläike.
Valmis prindi kaitsmine
Prindi vastupidavuse tagamiseks kaaluge läbipaistva kaitsekihi pealekandmist. See on eriti oluline värvitud mudelite või sageli käsitsetavate mudelite puhul. UV-kiirgusele vastupidavad läbipaistvad kihid aitavad vältida päikesevalguse käes olevate prinditud toodete värvide tuhmumist.
Funktsionaalsete osade puhul arvestage keskkonnaga, kus neid kasutatakse. Kuumuskindlad katted võivad kaitsta soojusallikate läheduses kasutatavaid prinditud materjale, samas kui veekindlad hermeetikud sobivad ideaalselt välistingimustes kasutamiseks.
Levinud FDM 3D-printimise probleemide tõrkeotsing
Algajana võite kohata mõningaid raskusi. Siin on need. lahendused levinud probleemidele:
1. Halb voodi haardumine
Veenduge, et teie voodi oleks tasane ja puhas. Reguleeri otsiku kõrgust nii, et see esimest kihti veidi pigistaks. Kangekaelsete prinditööde puhul proovi parema nakkuvuse saavutamiseks kasutada äärist või parve. Samuti võid Kleepuvuse parandamiseks kandke voodile õhuke kiht liimipulka või juukselakki.
2. Keelte täitmine või imbumine
Nööride vältimiseks proovige alandada printimistemperatuuri ja suurendada tagasitõmbamise seadeid. Liikumiskiiruse reguleerimine aitab samuti minimeerida imbumist prinditud pildi eri osade vahel.
3. Väändumine
Kasutage soojendusega voodit ja veenduge, et voodi temperatuur oleks õige. vältida moonutamist.Äärise lisamine prinditud materjalile võib suurendada pinna kokkupuudet aluspinnaga. Jahutuse parandamiseks kasutage ventilaatoreid ja selliste materjalide nagu ABS puhul kaaluge ühtlase temperatuuri säilitamiseks korpuse kasutamist.
4. Kihtide nihutamine
Kontrollige ja pingutage printeri rihmasid, et vältida kihtide nihkumist. Veenduge, et prindipea liigub sujuvalt mööda kõiki telgi. Kui probleem püsib, proovige vibratsiooni minimeerimiseks vähendada printimiskiirust.
5. Ummistunud otsik
Tehke "külmtõmme" koos nailonfilament Väiksemate ummistuste eemaldamiseks. Kangekaelsemate ummistuste korral puhastage otsikut nõelaga või kaaluge selle väljavahetamist, kui probleem püsib.
6. Alamväljapressimine
Ühtlase ekstrusiooni tagamiseks kontrollige filamendi kvaliteeti ja läbimõõtu. Proovige tõsta düüsi temperatuuri või reguleerida voolukiirust. Kui probleem püsib, puhastage või vahetage düüs välja.
Pidage oma sätetest ja muudatustest logi, et saaksite kindlaks teha, mis teie printeri ja filamentide jaoks kõige paremini sobib.
Alusta oma 3D-printimise teekonda juba täna
Nüüd on sul kindel alus oma FDM 3D-printimise seikluse alustamiseks. Alates 3D-printerite tööpõhimõtete mõistmisest kuni õige filamendi valimise ja prinditud toodete täiustamiseni on sul teadmised hämmastavate objektide loomiseks. Pea meeles, et 3D-printimine on oskus, mis paraneb harjutamisega. Ära lase end esialgsetest tagasilöökidest heidutada – need kõik on osa õppeprotsessist. Erinevate kujunduste, materjalide ja tehnikatega katsetades arendad oma stiili ja oskusteavet. 3D-printimise maailm areneb pidevalt, seega jätka õppimist ja uurimist. Kannatlikkuse ja loovusega saad peagi oma ideed ellu viia viisil, mida sa poleks kunagi võimalikuks pidanud.
KKK
1. Mida on vaja 3D-printimise alustamiseks algajatele?
3D-printimise alustamiseks vajavad algajad mõnda olulist asja. Esiteks vajate 3D-printerit, kusjuures FDM-printerid sobivad suurepäraselt algajatele. Samuti vajate filamenti, kusjuures PLA on algajatele hea valik. 3D-modelleerimistarkvara nagu TinkerCAD või Fusion 360 on disainide loomiseks hädavajalik, samas kui viilutamistarkvara nagu Cura või PrusaSlicer valmistab mudeleid printimiseks ette. Kasulikud on mõned põhilised järeltöötlusvahendid, näiteks tangid ja liivapaber. Lõpuks vajate arvutit mudelite kujundamiseks ja printeri juhtimiseks.
2. Mis peaks olema esimene asi, mida ma 3D-printima peaksin?
Esimese printimise puhul on kõige parem alustada lihtsalt. Kalibreerimiskuup on suurepärane valik printeri täpsuse testimiseks. Teise võimalusena võite proovida lihtsat kujukest või mänguasja, et harjutada tugede ja täitematerjaliga. Väike funktsionaalne ese, näiteks telefonialus või võtmehoidja, võib olla rahuldust pakkuv ja praktiline. Paljud algajad alustavad ka 3D-printeri testfailiga, mis kontrollib prindikvaliteedi erinevaid aspekte. Lihtsamate mudelitega alustamine aitab teil enne keerukamate projektidega tegelemist mõista printeri võimalusi ja sätteid.
3. Kas 3D-printimine on algajatele sobiv?
Jah, 3D-printimine on viimastel aastatel muutunud algajatele üha mugavamaks. Paljud printerid on nüüd eelmonteeritud ja varustatud kasutajasõbralike liidestega, mis muudab seadistamise ja kasutamise palju lihtsamaks. Samuti on saadaval hulgaliselt veebiressursse, õpetusi ja kogukondi, mis aitavad algajatel probleeme lahendada ja uusi tehnikaid õppida. Oluline on alustada põhidisainidega ja järk-järgult keerukust suurendada, võimaldades algajatel õppida omas tempos ja enesekindlust koguda.
4. Mida ei ole lubatud 3D-printida?
Kuigi 3D-printimine pakub palju võimalusi, on siiski ka teatud piirangud, millega tuleb arvestada. Tulirelvade või relvade printimine on sageli ebaseaduslik, kuigi seadused on asukohast olenevalt erinevad. Samuti ei ole lubatud ilma loata printida autoriõigustega või kaubamärkidega kaitstud esemeid ega luua võltsitud esemeid või raha. Teatud meditsiiniseadmed vajavad enne printimist nõuetekohast sertifitseerimist. Lisaks ei tohiks printida patente rikkuvaid esemeid. Oluline on alati kontrollida kohalikke seadusi ja 3D-printimist puudutavad eeskirjadning kaaluma oma trükiprojektide ohutust ja eetilisi aspekte.
