Выбираем технологию для печати резиной: FDM или FGF?

Коротко о технологиях

FDM

Метод 3D-печати, суть которого в построении изделия послойным наплавлением пластиковой нити. Проходя через экструдер, материал плавится и укладывается в заранее определенных местах в соответствии с 3D-моделью.

Подробнее про FDM >>

FGF

Принцип тот же, что и в FDM, только вместо нити используются гранулы, которые засыпаются в специальный бункер. Тип экструдера тоже иной, чем в FDM, — шнековый.

Подробнее про FGF >>

О каких материалах идет речь?

Резиноподобные (гибкие) материалы для 3D-печати позволяют создавать эластичные и устойчивые к деформациям детали, которые применяются в самых разных областях. Общее название группы гибких материалов для FDM/FGF-печати — TPE. В нее входят TPU (термопластичный полиуретан), TPC (термопластичный сополиэфир), TPO (термопластичный полиолефин) и др.

Степень эластичности измеряется по шкале Шора. Чем выше число по Шору, тем материал жестче и наоборот.

Печать эластомерами представляют собой сложную задачу для опытных пользователей и требует внимательной настройки оборудования и тщательного контроля.

Когда предпочтительнее FGF?

Если детали большие

FGF-принтеры превосходно справляются с крупногабаритной печатью, что приводит к более предсказуемым результатам.

Если важная высокая скорость печати

Гранульные принтеры оснащены более крупными экструдерами, которые обеспечивают более быстрое и равномерное нанесение материала на строительную платформу.

Если бюджет ограничен

Гранулы стоят в 5-10 раз дешевле, потому что их производство исключает переработку в нити. К тому же, гранулы можно перерабатывать и снова использовать.

Если необходимы специфические материалы

Многие TPE, TPV и TPU выпускаются именно в гранулах для литья. На FGF-машине можно использовать материалы, для которых просто нет аналогичных филаментов, например, армированные эластомеры, такие как TPU со стекловолокном. Также TPO (термопластичный полиолефин) практически недоступен в виде нити.

Печать толстостенных или массивных деталей

FGF обеспечивает более плотное заполнение и однородность структуры благодаря высокому давлению в шнеке, что важно для уплотнителей, прокладок и амортизаторов, работающих под нагрузкой.

Требуется минимальная гигроскопичность материала

Если вы выбираете плохо впитывающий влагу TPO, то FGF — практически единственный вариант. При этом вы избавляетесь от необходимости тщательной сушки гранул (в отличие от TPU).

Материалы для печати FGF

Эластомеры и специализированные гранулы

TPO (Термопластичный полиолефин): более дешевая и менее гигроскопичная альтернатива TPU. Отлично подходит для крупной печати.

Специальные гранулы: например, эластомеры с добавлением углеродных нанотрубок для придания материалу антистатических (ESD) свойств. Такие материалы, как TPU-95A ESD или TPC-95A, существуют только в виде гранул.

Когда предпочтительнее FDM?

Если материал очень мягкий

Гранулы с твердостью 30-40A существуют, но, как правило, ультрамягкая нить будет предпочтительнее. Для печати таким материалом прямой экструдер FDM-принтера приспособлен лучше, чем шнековый. Последний будет требовать специальных конструктивных решений. Хотя стоит понимать, что печать экстремально мягким филаментом — также очень сложная задача.

Если нет возможности осваивать гранульный принтер

Большинство FDM-принтеров поддерживают печать TPU, хотя и не все справляются с печатью материалами мягче 85A.

Если нужна партия небольших деталей

FDM лучше подходит для печати мелких и средних изделий с детализированной поверхностью. В отличие от нитей, стоимость гранул оправдана на больших поверхностях.

Если важна точность и гладкость поверхности

FDM при правильных настройках дает более опрятный внешний вид без артефактов от неравномерной экструзии гранул. Стоит использовать, когда требуется точная геометрия стенок, тонких ребер или сложных поверхностей.

Если нет опыта работы с гранульными системами

FGF требует понимания работы шнекового экструдера, настройки температурных зон, давления, скорости вращения шнека. Это более сложный процесс, чем загрузка катушки с нитью.

Если печатаете стандартизированными материалами

Для большинства популярных TPU-нитей в слайсерах есть готовые профили настроек. Не нужно экспериментировать с температурой шнека, скоростью вращения и давлением.

Если изделие требует постобработки

Поверхность FDM более однородна и предсказуема, что облегчает шлифовку, грунтовку и покраску.

Исследование

Ученые Мальтийского университета исследовали возможности печати TPO на гранульном принтере. Гранулы термопластичного полиолефина подавались в экструдер, установленный на FGF-принтере Creality CR-10s.

Удалось получить высококачественные отпечатки сложных геометрических форм.

Были напечатаны:

• детская ортопедическая стелька;

• изогнутая ваза;

• стандартная модель Benchy.