Материалы поддержки для FDM-принтеров

Что такое технология FDM?

Принцип FDM заключается в том, что изделия послойно выращиваются из расплавленной пластиковой нити, которая наносится движущейся головкой принтера на поверхность рабочего стола. Технология позволяет создавать прочные износостойкие объекты со сложной геометрией и востребована в самых разных отраслях: производство, дизайн, образование, архитектуры, авто- и мото-тюнинг и др.

Подробнее о технологии FDM >>

Что такое поддержки и зачем они нужны?

Поддержка в 3D-печати — это своеобразные строительные леса, временные опоры, которые бывают необходимы некоторым элементам будущего изделия и печатаются вместе с ним. Особое распространение материалы поддержки получили в технологии FDM, когда деталь строится послойно снизу вверх из расплавленного пластика. Следующий слой всегда опирается на предыдущий, поэтому поддержка бывает необходима:

• для формирования устойчивого основания модели;
• в качестве опоры для нависающих элементов с углом наклона более 45 градусов и перемычек шириной более 5 мм, т.к. иначе не остывший материал может просесть под собственным весом;
• для вертикального построения тонких стенок.

Когда изделие полностью готово, материалы поддержки удаляются. О способах удаления читайте ниже.

Как оценить необходимость материалов поддержки?

Многое зависит от основного материала для печати изделия, температуры, скорости печати и т.д. В любом случае, параметры материалов поддержки не требуется вычислять вручную. Они генерируются до начала печати, для чего существуют специальные программы. Модель импортируется в ПО и автоматически анализируется, а участки, где могут потребоваться опоры, подсвечиваются. Подгонять настройки желательно опытным путем по тестовым моделям.

Какие бывают материалы поддержки?

По структуре

Линейные

Наиболее распространенный тип материалов поддержки. При построении они внешне напоминают колонны. Достаточно просты в изготовлении, хорошо поддерживают мосты и подходят для большинства нависающих структур. Минус: линейные поддержки требуют повышенного расхода материала и более трудоемкой постобработки.

Древовидные

Используются реже, чем линейные. Их «ствол» растет у основания отпечатка, а «ветви» касаются выступающих частей модели в разных точках. Такая поддержка хорошо подходит для самых сложных случаев.

По способу удаления

Удаляемые механически

Для механического удаления опорных элементов используются различные инструменты, такие как канцелярский нож, плоскогубцы, стамеска. Процесс не представляет сложности, но требует терпения и аккуратности, особенно при работе с мелкими элементами.

Плюсы:

• Механический метод — самый дешевый;

• большинство 3D-принтеров поддерживают печать материалами поддержки, которые можно удалить вручную.

Минусы:

• Удалить материал поддержки начисто только механическим методом не получится. Придется дорабатывать, например, шлифовкой;

• процесс требует достаточно много времени.

Растворимые

Некоторые FDM-принтеры работают с растворимыми вспомогательными материалами, такими как PVA, HIPS.

Плюсы:

• чтобы избавиться от поддержки, достаточно оставить изделие в специальном растворе на 30-120 минут;

• нет проблем с удалением материала поддержки с поверхности мелких деталей, из глубоких впадин и внутренних полостей;

• поверхность изделия остается гладкой и чистой, не требует дополнительной обработки;

• растворимые материалы поддержки подходят для построения за один прием сборных моделей, в том числе с движущимися частями.

Минусы:

• может потребоваться дополнительное оборудование, например, ультразвуковая отмывочная ванна для более быстрого удаления материала.

Как правило, для печати опорных структур используется тот же пластик, что и для основной модели. Однако при работе на 3D-принтере с двумя экструдерами вы можете использовать более качественный пластик для печати основного изделия, а более дешевый или остатки старого для печати поддержки.

3D-печать букв Y, H, T

Принтер FDM может легко напечатать ветви буквы Y без опорных конструкций. Несмотря на то, что эти элементы вытянуты, они не выходят за рамки 45 градусов.

С буквой H дело обстоит немного сложнее. Длина перемычки превышает 5 мм, поэтому на ней напечатаны опорные конструкции. Буква Т требует поддержки верхних элементов, иначе они упадут.

Выводы: для чего и как применяются материалы поддержки в технологии FDM?

Материалы поддержки — это временные конструкции, которые в процессе послойной 3D-печати выстраиваются вместе с будущим изделием. Иногда без них не обойтись при создании моделей по принципу FDM.

По структуре материалы поддержки бывают линейными (более распространены) и древовидными (используются реже, но подходят для самых сложных случаев).

Разные материалы поддержки удаляются разными способами: механически (самые трудоемкий вариант), расплавлением (если температура материала это позволяет) и растворением в воде или специальной жидкости.

Чтобы получить максимальный эффект от материалов поддержки, необходимо оценивать целесообразность их использования для каждого изделия индивидуально.

Еще о материалах поддержки >>