Технологии
Что такое FDM-печать простыми словами
Как устроена самая распространённая технология 3D-печати, от чего зависит качество и прочность детали, и что на ней получается хорошо, а что — плохо.
FDM — самая массовая технология 3D-печати. Именно её имеют в виду, когда говорят «3D-принтер» без уточнений.
Принцип
Пластиковый пруток (филамент) подаётся в нагретое сопло, плавится и выдавливается тонкой нитью. Сопло движется по контуру будущего изделия и выкладывает слой, затем стол опускается на высоту слоя, и печатается следующий — он приплавляется к предыдущему. Так, слой за слоем, деталь вырастает снизу вверх.
Параметры, которые влияют на результат
- Высота слоя — обычно 0,1–0,3 мм. Тоньше слой: аккуратнее поверхность и мельче детализация, но печать дольше в разы
- Заполнение (инфил) — деталь внутри не сплошная, а с решёткой. 15–25 % хватает для большинства задач, 100 % нужно редко и сильно удорожает
- Количество периметров — толщина стенки. На прочность влияет сильнее, чем заполнение
- Поддержки — временные подпорки под нависающими элементами, потом удаляются вручную
- Адгезия к столу — если первый слой не прилип, дальше нет смысла
Важная особенность: прочность зависит от направления
Деталь состоит из склеенных между собой слоёв, поэтому она прочнее вдоль слоёв, чем поперёк — по границе слоёв её сломать заметно легче. Поэтому ориентация детали на столе выбирается не наугад: нагрузку стараются направить вдоль слоёв. Одна и та же модель, напечатанная в двух разных положениях, может отличаться по прочности в разы.
Что получается хорошо
- Сложная геометрия — внутренние полости, каналы, решётки: они не удорожают печать, в отличие от механической обработки
- Единичные изделия и малые партии — не нужна оснастка
- Быстрое изменение: поправить модель и напечатать заново дешевле, чем переделать форму
- Функциональные детали, крепёж, корпуса, приспособления
Что получается хуже
- Идеально гладкая поверхность «из принтера» — слои видны, нужна шлифовка и покраска
- Очень мелкие тонкие элементы — есть предел, заданный диаметром сопла
- Крупные плоские детали из усадочных материалов — склонны коробиться
- Массовые тиражи в тысячах штук — на таких объёмах литьё дешевле
Чем отличается от других технологий
Кроме FDM, распространена фотополимерная печать (SLA/DLP): жидкая смола засвечивается послойно. Она даёт заметно более высокую детализацию и гладкую поверхность, поэтому её выбирают для миниатюр и ювелирных мастер-моделей. Но фотополимер обычно более хрупкий, чувствителен к ультрафиолету и требует отмывки и дополимеризации после печати. Для большинства прикладных задач FDM практичнее.