Аддитивные технологии 

Введение в аддитивное производство

Основные этапы аддитивного производства.

Аддитивные технологии – обобщённое название группы технологий, основанных на создании физического объекта на основе цифровой модели путём добавления материала, как правило, слой за слоем или синтеза на основу в виде плоской поверхности или осевой заготовки.
Аддитивное производство включает в себя несколько основных шагов от разработки 3D модели до получения готового продукта.

1. 3D модель
Создание цифровой модели – первый этап аддитивного производства. Самый популярный способ – создание 3D модели в системах автоматизированного проектирования (CAD). К вашим услугам есть множество бесплатных и профессиональных CAD-программ, которые совместимы с аддитивным производством. Также вы можете использовать метод обратной разработки – вы можете получить 3D модель путём 3D сканирования уже созданного изделия.

Стоит учитывать некоторые конструктивные особенности 3D моделирования для последующего аддитивного производства. В основном они касаются ограничений, связанных с мощностью производственного оборудования и могут различаться в зависимости от желаемых материалов и технологий.

2. STL файл
Сохранение созданной CAD-модели в STL (stereolithography) файл – один из важнейших этапов аддитивного производства. STL кодирует поверхность объекта, используя многоугольники. При конвертации в STL следует учитывать существующие ограничения для 3D моделей, в том числе физический размер, водонепроницаемость и допустимое количество многоугольников.

Когда STL файл создан, он загружается в слайсер - программу, с помощью которой 3D-модель нарезается на ряд 2D-слоев. Результат работы слайсера — G-код, в котором отражены все параметры печати, которые будут переданы на производственное оборудование. Также в G-коде можно отредактировать нужные параметры в ручном режиме.

3. Печать
3D принтеры зачастую состоят из множества небольших взаимодействующих частей. Качество их взаимодействия и калибровки напрямую влияет на качество 3D печати. На этом же этапе в принтер загружают материал, который зачастую имеет ограниченный срок годности и требует бережного хранения. Некоторые производственные процессы позволяют перерабатывать использованное сырье, но стоит понимать, что повторное использование материала приводит к снижению качества готового продукта.

Большая часть аддитивного оборудования не требует постоянного наблюдения в процессе печати. Производство происходит в автоматическом режиме, за исключением случаев, когда в 3D принтере заканчивается материал или обнаруживается ошибка в программе.

4. Извлечение
Чтобы достать напечатанный продукт из некоторых 3D принтеров, достаточно просто снять его с производственной платформы. Для других, в основном промышленных, процесс отделение готового продукта от материала и производственной основы также требует особый подход и профессиональных операторов, защитное оборудование и специальные условия.

5. Постобработка

Постобработка проходит по-разному в зависимости от технологий 3D печати.

При использовании SLA необходимо произвести ультрафиолетовую обработку изделия, металлические части стоит закалить в печи, а печать по технологии FDM позволяет сразу получить готовый продукт. Тем не менее, в большинстве случаев полученные изделия можно дополнительно очистить, отполировать или покрасить для подготовки к эксплуатации. 

БЕЗОПАСНОСТЬ ВАЖНЕЕ ВСЕГО, РАБОТА С 3D ПРИНТЕРОМ

Меры безопасности при работе с 3D принтером:

1.  Категорически запрещается трогать что-либо, кроме кнопок управления, во время работы 3D принтера. Нарушая это правило, в лучшем случае, можно получить ушиб от движущейся части, а в худшем – серьезный ожог. Если ваш 3D принтер открытого типа, то стоит работать с ним в плотно прилегающей одежде, чтобы минимизировать риск наматывания ткани на движущиеся детали. Проверять нагрев принтера можно только ориентируясь на показания термодатчика самого устройства, которые отражаются на дисплее или в программе печати.

Работа с 3D принтером

Советы по печати на 3D принтере:

2.  Катушка с 3D пластиком устанавливается так, чтобы ее перекос и задержки в подаче нити были исключены. Иногда, для более равномерного разматывания бобины, перебрасывают нить через карниз или спинку стула – в этом случае пластиковая нить может замотаться или зацепиться за посторонние предметы. Результаты этого непредсказуемы – принтер может упасть со стола, или, наоборот, повиснуть в воздухе, что, в свою очередь, может привести к его поломке или пожару (не забываем о нагретых частях 3D принтера).

3. Допускать детей к работе на 3D принтере можно только тогда, когда они способны полностью осознанно подойти к процессу. Первые работы должны проводиться под контролем взрослых.

4. При нагревании пластика ABS образуются небольшое количество паров акрилонитрила. 3D принтер в среднем выбрасывает до 200 млн ультрамелких частиц этого вещества в минуту. При использовании пластика PLA выбрасывается до 20 млн частиц в минуту, он более безопасен, но все же наносит вред здоровью. Оседая в легких, частицы пластика могут привести к самым тяжелым последствиям – раку легких, астме, конечно, в текущий момент нет данных по клиническим испытаниям, но место проведения работ на 3D принтере должно хорошо вентилироваться.

Работа с 3D принтером

Во время работы устройства лучше выйти из комнаты. Если это по какой-то причине невозможно, желательно воспользоваться респиратором с угольным фильтром. Закрытые принтеры с системой фильтрации уже есть на рынке, но пока не слишком часто встречаются в продаже, к тому же стоят довольно дорого. Они более безопасны, но свойства используемых материалов полностью не изучены, поэтому не стоит пренебрегать дополнительными мерами безопасности и в работе с ними.

5. Прежде чем выйти из комнаты с работающим принтером, нужно убедиться, что первый слой ровно лег и нигде не отстает от поверхности – ведь от его качества зависит 50% качества готового изделия.

6. Для наблюдения за 3D принтером желательно установить камеру, это позволит оставаться в курсе текущего состояния печати и оперативно отреагировать на нештатную ситуацию.

Как печатать на 3D принтере:

7. Перед началом печати убедитесь в исправности 3D принтера и концевых датчиков. Тогда при возможном сбое принтер сам остановить печать.

8. Не печатайте на 3D принтере предметы контактирующие с горячей едой или напитком, причину смотрите в пункте 4.

9. Перед съемом напечатанной детали дождитесь остывания термостолика, лишние 10-15 минут погоды не сделают, а возможность обжечься исчезнет.