Ученые Пермского Политеха разработали метод интеллектуальной 3D-печати поддержек для крупногабаритных изделий
«Умные» элементы, встроенные в конструкцию 3D-принтера, решают проблему невозможности использования поддержек при печати крупногабаритных моделей. Авторство разработки принадлежит ученым Пермского Политеха и экспертам ООО «Ф2 Инновации».
«Умные» элементы, встроенные в конструкцию 3D-принтера, решают проблему невозможности использования поддержек при печати крупногабаритных моделей. Авторство разработки принадлежит ученым Пермского Политеха и экспертам ООО «Ф2 Инновации».
Часто при печати пластиком изделия имеют выступы, навесы и другие уязвимые элементы. Чтобы предотвратить их деформацию, основную модель печатают вместе с временными конструкциями, служащими поддержкой для основных слоев.
Часто при печати пластиком изделия имеют выступы, навесы и другие уязвимые элементы. Чтобы предотвратить их деформацию, основную модель печатают вместе с временными конструкциями, служащими поддержкой для основных слоев.
Модель окружена поддержкой. Это нужно, чтобы тонкие стенки и мелкие элементы не поплыли в процессе печати. Источник: Globatek
Модель окружена поддержкой. Это нужно, чтобы тонкие стенки и мелкие элементы не поплыли в процессе печати. Источник: Globatek
При печати крупногабаритных изделий использование поддержек невозможно. Эту проблему попытались решить исследователи из Перми. Они разработали решение, когда вместо печати одноразовых поддержек можно использовать механически перемещаемые элементы — отдельные конструктивные узлы принтера в виде металлических пластин.
В этом случае поддержки не являются частью печатаемого объекта. Их форма может изменяться за счет нахлеста, сворачивания или механической связи с оборудованием, что позволяет минимизировать напряжения и предотвратить деформацию неотвержденного полимера.
При печати крупногабаритных изделий использование поддержек невозможно. Эту проблему попытались решить исследователи из Перми. Они разработали решение, когда вместо печати одноразовых поддержек можно использовать механически перемещаемые элементы — отдельные конструктивные узлы принтера в виде металлических пластин.
В этом случае поддержки не являются частью печатаемого объекта. Их форма может изменяться за счет нахлеста, сворачивания или механической связи с оборудованием, что позволяет минимизировать напряжения и предотвратить деформацию неотвержденного полимера.
Изделие с поддержкой. Фото: Globatek
Изделие с поддержкой. Фото: Globatek
Рис. 1: процесс послойной 3D-печати (1), (2), в том числе с нависающими элементами. Специальная структура (3) обеспечивает поддержку нависающих элементов.
Рис. 2: возможные варианты поддержек: перемещающиеся структуры в сложенном (а) и разложенном (б) состояниях, складывающиеся структуры в сложенном (в) и разложенном (г) состояниях, скручивающиеся структуры в свернутом (д) и развернутом (е) состояниях.
Рис. 1: процесс послойной 3D-печати (1), (2), в том числе с нависающими элементами. Специальная структура (3) обеспечивает поддержку нависающих элементов.
Рис. 2: возможные варианты поддержек: перемещающиеся структуры в сложенном (а) и разложенном (б) состояниях, складывающиеся структуры в сложенном (в) и разложенном (г) состояниях, скручивающиеся структуры в свернутом (д) и развернутом (е) состояниях.
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3: вид сбоку, один из вариантов реализации предлагаемого способа в реальном 3D-принтере. Иллюстрация состоит из кинематической конструкции портального типа (1), включающей в себя портал оси X (2), печатный узел (3) и перемещающиеся поддерживающие структуры (4). При этом перемещение поддержек (4) синхронизировано с движением портала (2) так, что поддержки (4) не мешают перемещению печатного узла (3) в рабочей плоскости осей XZ.
Рис. 3: вид сбоку, один из вариантов реализации предлагаемого способа в реальном 3D-принтере. Иллюстрация состоит из кинематической конструкции портального типа (1), включающей в себя портал оси X (2), печатный узел (3) и перемещающиеся поддерживающие структуры (4). При этом перемещение поддержек (4) синхронизировано с движением портала (2) так, что поддержки (4) не мешают перемещению печатного узла (3) в рабочей плоскости осей XZ.
Рис. 3
Рис. 3
Это инновационное решение позволяет успешно печатать крупные детали с нависающими элементами, а также более объемные изделия в горизонтальном режиме, где слои располагаются вертикально. Технология особенно эффективна, когда модель строится под углом 45° или 90°.
На изобретение получен патент, обладателем которого является ООО «Ф2 Инновации». Эффективность технологии уже проверена на серийном оборудовании, и механизм поддержек интегрирован в конструкцию серийных 3D-принтеров компании.
Игорь Безукладников, к. техн. н., доцент кафедры Автоматика и телемеханика ПНИПУ, советник по науке ООО «Ф2 Инновации»:
Механические элементы интегрированы в конструкцию 3D-принтера и функционируют синхронно с экструдером. Система управления, основанная на цифровой модели, заранее определяет расположение нависающих элементов и необходимость их поддержки. Таким образом, «умные» поддержки всегда находятся в нужном месте и своевременно отодвигаются, не мешая движению экструдера. В конце печати они просто удаляются, не оставляя следов на поверхности. Такой процесс обеспечивает непрерывную и бездефектную печать.
Это инновационное решение позволяет успешно печатать крупные детали с нависающими элементами, а также более объемные изделия в горизонтальном режиме, где слои располагаются вертикально. Технология особенно эффективна, когда модель строится под углом 45° или 90°.
На изобретение получен патент, обладателем которого является ООО «Ф2 Инновации». Эффективность технологии уже проверена на серийном оборудовании, и механизм поддержек интегрирован в конструкцию серийных 3D-принтеров компании.
Игорь Безукладников, к. техн. н., доцент кафедры Автоматика и телемеханика ПНИПУ, советник по науке ООО «Ф2 Инновации»:
Механические элементы интегрированы в конструкцию 3D-принтера и функционируют синхронно с экструдером. Система управления, основанная на цифровой модели, заранее определяет расположение нависающих элементов и необходимость их поддержки. Таким образом, «умные» поддержки всегда находятся в нужном месте и своевременно отодвигаются, не мешая движению экструдера. В конце печати они просто удаляются, не оставляя следов на поверхности. Такой процесс обеспечивает непрерывную и бездефектную печать.
Источники:
Источники:
