Все о новой технологии 3D-печати - FGF

Когда нужно быстро напечатать что-то действительно большое - на помощь приходит технология FGF. Она позволяет не только печатать по-настоящему крупные модели, но и делать это быстрее и дешевле, чем при использовании FDM 3D-принтеров.

Работа FGF 3D-принтера

Уже знакомые многим 3D-принтеры, работающие по технологии FDM, используют в качестве материала пластиковую нить. В качестве сырья для изготовления такой нити используются пластиковые гранулы. FGF-технология позволяет печатать сразу гранулами, исключая дорогостоящие затраты на производство пластиковой нити. Это позволяет уменьшить стоимость конечного изделия.

Принцип работы

Поскольку в качестве сырья используется не привычный пластиковый пруток, а гранулы, то строение экструдера отличается от тех, что представлены в FDM-принтерах.

Гранулы засыпаются в специальный отсек, из которого осуществляется их подача в экструдер при помощи компрессора и шнека.

По мере продвижения гранулы плавятся при помощи нагревателя (их может быть несколько) и выдавливаются через сопло.

На экструдере дополнительно устанавливается, обычно несколько вентиляторов, чтобы быстро охлаждать выдавленный пластик.

В FGF-принтерах используются сопла с большим диаметром от 1 до 8 мм. Все зависит от требований к детализации, скорости печати, характеристик готовой модели.

Пару слов о поддержках. Это заблуждение, что технология FGF не позволяет печатать модель с поддержками. Можно, но стоит учитывать, что удалять поддержку придется не пинцетом и ножом, а болгаркой и стамеской. Место соприкосновения модели и поддержки придется еще дополнительно шлифовать.

Удаление поддержек при помощи инструментов

Для соединения модели, если она печаталась по частям, обычно используется не клей, а специальные паяльники для пластика, с металлическими скобами. Они зачастую применяются для ремонта пластиковых бамперов. Для заполнения шва можно использовать пластиковый сварочный пруток.

Соединение 2 частей модели

Плюсы и минусы

Ну конечно у FGF-технологии есть свои плюсы и минусы.

Плюсы

1. Несомненным плюсом использования гранул, а не пластикового прутка, является удешевление сырья. Пластиковые гранулы используются во многих отраслях, например литье под давлением, поэтому рынок этих материалов огромен, что позволяет поддерживать невысокие цены.
2. Большой выбор материалов. Не все пластики можно переработать в пруток и использовать для привычной FDM-печати.

   К тому же в гранулы можно добавлять разные наполнители, которые будут менять свойства пластика - например, уменьшать усадку или увеличивать прочность. Можно добавить армирующие волокна, красители или смешивать разные виды гранул, получая новые композиты с уникальными свойствами.

3. Можно использовать перемолотое вторичное сырье.

   К примеру, этот потрясающий стул был напечатан из пластика, который был снят со старых выброшенных холодильников и перемолот в гранулы. В результате получилось прочное и легкое кресло. А в качестве экологического бонуса “Pulse Chair” при желании в дальнейшем можно отправить на переработку.

   

   Кресло Endless Pulse, автор Dirk Vander Kooij’s

   Если что-то пойдет не так во время печати, бракованную модель можно не выбрасывать в мусорку. Ее можно просто измельчить и запустить печать снова.

4. Высокая скорость печати. За счет большого диаметра сопла и более массивного экструдера с другим строением и большими зонами нагрева, FGF-принтеры имеют более высокую производительность, чем FDM. В среднем, производительность FDM-принтера составляет обычно от 2,27 до 113 грамм в час, а FGF - от 227 до 9 килограммов в час.
5. Иногда модели, напечатанные на FGF-принтере, превосходят по механическим характеристикам, например прочность на разрыв, те же изделия, изготовленные при помощи FDM-принтера из тех же материалов.

Минусы

1. Возможные дефекты на поверхности модели.

   Из-за особенностей строения экструдера во время печати на модели могут появляться дефекты. Например, во время перемещения экструдера невозможно сделать ретракт (втягивание) расплавленного материала, как происходить у FDM-принтеров. Из-за этого на стенках модели могут образовываться наплывы пластика или неприятная паутинка.

   Или внутри модели могут оказаться воздушные полости, которые снизят прочность модели.

2. Слоистая поверхность модели. Поскольку высота слоя достаточно большая, на стенках модели отчетливо видны слои.
3. Низкая детализация. Из-за использования сопел большого диаметра и большой высоты слоя не получится напечатать высокодетализированные модели.

3D-принтеры, работающие по технологии FGF

Компания Shenzhen KINGS 3D Printing Technology Co., Ltd., с 2008 года активно занимается производством 3D-принтеров и внедрением различных технологий 3D-печати в производственные процессы.

KINGS 3D удалось создать крупнейшую научно-исследовательскую базу для производства 3D-принтеров и расходных материалов. Они отлично зарекомендовали себя в различных отраслях, например, в автомобильной и аэрокосмической промышленности, медицине, архитектуре и т.д.

3D принтер Kings3D FGF800

3D принтер Kings3D FGF800 - это пока самый небольшой 3D-принтер в линейке Kings3D, работающий по технологии FGF. Хотя область построения достаточно внушительная - 80х60х80 сантиметров.

Kings3D FGF800 имеет закрытый корпус, двухзонный нагрев экструдера, возможность экстренной остановки работы и т.д. Благодаря удобному сенсорному дисплею с принтером комфортно работать.

В качестве сырья можно использовать большой диапазон пластиков: PLA/PETC/ABS/PC/PA/PP/HDPE/TPU/TPV/EVA/PETG+GF/PPS+GF/PA+CF/ABS+CF/PC+CF/PEI+CF и т.д.

Характеристики:

Kings3D FGF800 может стать хорошей альтернативой FDM-принтера для небольшого производства. Благодаря использованию гранул, вместо привычной пластиковой нити, стоимость конечного изделия получается более выгодной.

3D принтер Kings3D FGF1600

Kings3D FGF1600 - это уже более производительный FGF 3D-принтер, который способен быстро и точно изготавливать массивные модели. Благодаря трехзонному интеллектуальному нагреву, производительность экструдера у FGF1600 составляет 10 кг/ч.

Помимо этого, Kings3D FGF1600 имеет закрытый корпус, сенсорный дисплей для удобного взаимодействия с принтером и множество других полезных функций.

Характеристики:

Kings3D FGF1600 - это уже профессиональный принтер, который подойдет для больших проектов. Благодаря более высокой производительности, чем у FGF800, он может печатать быстрее, без ущерба для прочности конечного изделия.

3D принтер Kings3D FGF2400

Kings3D FGF2400 - это уже профессиональный станок, который может быстро выполнять масштабные задачи. Экструдер Kings3D FGF2400 оснащен четырех зонным нагревом, чтобы добиться максимальной производительности 30кг/ч.

Демонстрация работы Kings3D FGF2400 в качестве принтера и фрезера

Помимо этого в Kings3D FGF2400 есть возможность включать подогрев только используемой зоны стола, для экономии электроэнергии, собственное ПО. В качестве дополнительной функций заявлена возможность печати под наклоном и функция вертикальной печати

Существует 2 версии FGF2400 - с фрезерным станком (5 осей) и без.

Характеристики:

Kings3D FGF2400 - это по-настоящему большой промышленный принтер, который позволяет использовать возможности FGF 3D-печати на полную катушку и воплощать масштабные идеи.

Примеры печати

Пресс-формы, изготовленные на 3D-принтере Kings3D FGF2400

Итоги

FGF 3D-принтеры, конечно не предназначены для домашнего использования, это скорее профессиональные станки, которые могут стать незаменимыми помощниками на производстве и в некоторых случаях удачной альтернативой FDM-принтерам, в особенности для печати крупных изделий.

Благодаря использованию в качестве расходного материала гранул, FGF-принтеры позволяют удешевить себестоимость изделия.

Сферы применения такого принтера очень разнообразны. FGF 3D-печать успешно используется:

• для изготовления оснастки в производстве;
• изготовление массивных прототипов, которые сложно быстро напечатать, используя FDM-технологию;
• оснастка для литья металлов и выкладки композитов;
• изготовление мебели и архитектурных объектов;
• медицина;
• рекламное производство и т.д.

FGF-технология конечно не лишена своих недостатков, но в большинстве случаев она является наиболее выигрышной для многих задач, с точки зрения стоимости сырья и временных затрат.