• Poprzedni: Linia EOS M2XX na przestrzeni lat
  • Następny: Wdrożenie SINTRATEC S2 w TI Fluid Systems
Data dodania: 27 czerwca 2023

Dobór i zastosowanie materiałów podporowych w technologii FFF

W dzisiejszych czasach druk 3D odgrywa niezwykle istotną rolę w procesie produkcyjnym, stając się coraz bardziej popularny i znajdując zastosowanie w różnorodnych dziedzinach, począwszy od prototypowania aż po produkcję seryjną. Jednakże, wydruki 3D oparte na technologii FFF (Fused Filament Fabrication) wymagają najczęściej dodatkowych struktur podporowych, które są nieodzowne dla zachowania stabilności modelu podczas procesu drukowania. W tym artykule szczegółowo omówimy, jak istotną rolę odgrywają odpowiednio dobrane materiały podporowe, zarówno te odłamywane, jak i rozpuszczalne, oraz przeprowadzimy porównanie ich korzyści i wad.

souble support podpory fff 3dgence wyłamywalne wypłukiwalne

Jak dobrać materiał podporowy dla modelu 3D?

Technologia FFF (Fused Filament Fabrication) to metoda druku 3D, która opiera się na stopniowym osadzaniu warstw materiału termoplastycznego na platformie roboczej. Proces ten polega na topieniu i nanoszeniu cienkich warstw materiału, które następnie utwardzają się, tworząc trójwymiarowy model.

Konieczność stosowania struktur podporowych w technologii FFF wynika z dwóch głównych czynników. Po pierwsze, warstwy materiału są stopniowo nakładane na siebie, a brak odpowiedniego wsparcia może prowadzić do deformacji modelu z powodu wystających fragmentów, przewisów lub skomplikowanych łuków. Struktury podporowe stabilizują i chronią model podczas drukowania, zapewniając mu właściwą pozycję. Po drugie, materiał termoplastyczny używany w FFF podlega skurczeniu podczas chłodzenia, co zwiększa ryzyko odkształceń modelu. Struktury podporowe minimalizują to ryzyko. Wybór odpowiedniego materiału podporowego zależy od geometrii modelu i preferencji drukarki 3D, które określają obszary wymagające wsparcia.

Wybór odpowiedniego materiału podporowego

  • Podpora odłamywana w druku 3DPodpory odłamywane pozwalają na drukowanie modelu i struktur podporowych za pomocą jednego materiału, co przekłada się na krótszy czas drukowania oraz niższe koszty materiałów. Wadą tego rozwiązania jest jednak czasochłonny proces usuwania podpór oraz ryzyko uszkodzenia geometrii modelu. Podpory odłamywane mogą być drukowane z tego samego materiału, co model docelowy, lub z innego materiału o mniejszej przyczepności, co ułatwia ich usuwanie. Przykład wydrukowanego modelu z podporą HIPS odłamywaną można zobaczyć na zdjęciu obok.
  • Rozpuszczalny materiał podporowy w druku 3DRozpuszczalne podpory wykonane z dedykowanego materiału mogą być rozpuszczone poprzez zanurzenie wydruku w odpowiednim roztworze. Ten rodzaj podpór znajduje zastosowanie w drukarkach dwugłowicowych, zwłaszcza przy drukowaniu modeli o skomplikowanej geometrii, gdzie mechaniczne usunięcie podpór jest niemożliwe lub utrudnione. Rozpuszczalne podpory umożliwiają tworzenie modeli o skomplikowanej strukturze, takich jak częściowo zamknięte komory lub kanały wewnątrz modelu, cienkościenne geometrie czy ażurowe konstrukcje. Jednakże, ta metoda wymaga dodatkowego urządzenia, takiego jak stacja rozpuszczania podpór, i wydłuża czas usuwania podpór. Przykład wydrukowanego modelu z rozpuszczalnym materiałem podporowym ESM-10 znajduje się na zdjęciu obok.

Porównanie materiałów podporowych

PODPORA ODŁAMYWALNA

PODPORA ROZPUSZCZALNA
ZALETY
  • Możliwość drukowania modelu i podpór za pomocą jednego materiału.
  • Eliminacja konieczności stosowania dwóch różnych rodzajów materiałów.
  • Krótszy czas drukowania przy użyciu jednego rodzaju materiału dla modelu i podpór.
  • Brak konieczności posiadania dodatkowego urządzenia, np. stacji do rozpuszczania podpór.
  • Niższe koszty materiałów.
  • Krótszy czas usuwania podpór w przypadku prostych geometrii.
  • Bardzo mały nakład pracy człowieka podczas usuwania podpór.
  • Lepsza jakość powierzchni obszarów, które były podparte.
  • Możliwość tworzenia bardzo złożonych geometrii.
  • Model może zawierać częściowo zamknięte komory, kanały wewnątrz modelu, cienkościenne geometrie czy ażurowe konstrukcje.

 

WADY
  • Trudności w usuwaniu podpór złożonych geometrii.
  • Czasochłonny proces usuwania, który wymaga zaangażowania użytkownika.
  • Ryzyko uszkodzenia geometrii modelu.
  • Niższa jakość powierzchni obszarów, które były podparte.

 

  • Konieczność posiadania dodatkowego urządzenia, takiego jak stanowisko do rozpuszczania podpór.
  • Konieczność przygotowania odpowiedniego roztworu oraz jego utylizacji po zakończeniu procesu.
  • Dłuższy czas usuwania podpór.

W drukarkach 3DGence z serii INDUSTRY struktury podporowe mogą być drukowane za pomocą tej samej głowicy, która jest używana do drukowania modelu docelowego. Przed rozpoczęciem procesu drukowania konieczne jest jednak wybranie odpowiedniego materiału podporowego, który jest dopasowany do geometrii modelu. Dzięki temu można łatwo oddzielić podpory od modelu po zakończeniu procesu drukowania.

Struktury podporowe w modelach 3D

W zależności od złożoności geometrii modelu, możemy wybrać podpory odłamywane lub rozpuszczalne. Poniżej przedstawiamy przykłady modeli z różnymi materiałami podporowymi:

PODPORA ODŁAMYWALNA

PODPORA ROZPUSZCZALNA
souble support podpory fff 3dgence wyłamywalne wypłukiwalne

Prosta bryła bez konieczności stosowania podpór, gdzie jedyną podporą jest raft.

souble support podpory fff 3dgence wyłamywalne wypłukiwalne

Model o ażurowej konstrukcji lub bardzo cienkich ściankach.

souble support podpory fff 3dgence wyłamywalne wypłukiwalne

Przestrzeń wymagająca podparcia, gdzie podpory mogą być łatwo usunięte.

souble support podpory fff 3dgence wyłamywalne wypłukiwalne

Model z pustą przestrzenią w środku, gdzie dostęp do podpory jest niemożliwy (tylko wypłukanie).

Podsumowanie

Dobór odpowiednich materiałów podporowych jest kluczowy dla uzyskania wysokiej jakości wydruków 3D oraz skrócenia czasu i kosztów produkcji. Wybór między podporami odłamywanymi a rozpuszczalnymi zależy od złożoności geometrii modelu oraz preferencji użytkownika. Drukarki 3DGence z serii INDUSTRY umożliwiają elastyczne dostosowanie procesu drukowania do konkretnych potrzeb. Pamiętajmy o konieczności odpowiedniego doboru materiałów podporowych oraz odbioru jakościowego i czasowego post-processingu wydruków 3D.

Skontaktuj się z nami już teraz, aby uzyskać więcej informacji na temat drukarek 3DGence serii INDUSTRY i jak zoptymalizować swoje procesy drukowania 3D.

souble support podpory fff 3dgence wyłamywalne wypłukiwalne

Treści powiązane