Wie unterschiedlich ist das Drucken auf 3D-Druckern für 2.200 USD und für 200.000 USD

Jedes Jahr werden 3D-Heimdrucker einfacher zu bedienen, schneller und funktionaler. Die Liste der Printmedien nimmt allmählich zu. Nicht weit entfernt ist die Zeit, in der es möglich sein wird, Metall- und Glasprodukte zu Hause zu drucken, nicht nur Kunststoffprodukte.

Der 3D-Druck verspricht eine noch größere Revolution in Industrie und Bauwesen. Jetzt werden 3D-Drucker fast überall für das Prototyping eingesetzt, und in Zukunft wird mit Sicherheit die Massenproduktion hochwertiger Produkte beginnen.

Da hausgemachte 3D-Amateurdrucker immer besser werden, stellt sich die interessante Frage: Inwieweit unterscheidet sich die Druckqualität zu Hause von der industriellen? Dies ist die Frage, die sich der amerikanische Ingenieur und 3D-Druck-Enthusiast Mike Skrzypczak gestellt hat. Für die Probe ging er in das Produktionslabor von Caterpillar, einem der führenden Unternehmen für die Herstellung großer Spezialgeräte.

Ein sehr teurer Stratasys Fortus 380 MC-Drucker wird im Labor für etwa 200.000 US-Dollar installiert. Mit diesem 2 Meter hohen Drucker können verschleißfeste Prototypen hergestellt werden, die den Eigenschaften des Endprodukts entsprechen, sowie verschiedene Produktionswerkzeuge und Hochdruck-Fertigungsteile.


Stratasys Fortus 380 MC-

Drucker Der Industriedrucker druckt sieben Arten von Thermoplasten : ABS-M30; ABS-M30i; ABS-ESD7; ASA PC-ISO-Material in weiß und durchscheinend; PC FDM-Nylon 12. Gemäß den offiziellen Spezifikationen beträgt die Schichtdicke 0,330 mm, 0,254 mm, 0,178 mm oder 0,127 mm.

Für das Druckmuster nahm Mike das eigentliche Detail - ein Hilfsgerät zum Verlegen von Schleifen bei der Herstellung elektronischer Geräte. Früher wurden solche Formen auf der Presse durch Formen hergestellt, jetzt ist der 3D-Druck dafür hervorragend geeignet. Lulzbot Taz 5 3D mit einem Verkaufspreis von etwa 2.200 US-Dollar

wird also versuchen, mit dem Industriemonster zu konkurrieren . Der Lulzbot Taz 5 3D Stratasys Fortus 380 MC- Drucker druckte ein ABS-Kunststoffteil mit 100% Deckung, Standardschichtdicke und normalen Standardeinstellungen. Mike sagt, dass er in der Fabrik nicht direkt zur Maschine durfte, daher kann er nicht im Detail über die Druckoptionen berichten. Das Labor hat dieses Detail nur auf seine Bitte hin gemacht, und danke dafür.








Der Ingenieur verwendete HIPS-Filament auf einem Heimdrucker. Der Druck wurde mit einer Düse mit einem Durchmesser von 0,5 mm, einer Schichtdicke von 0,1 mm, 25% Füllung, vier oberen und unteren harten Schichten, einer Druckgeschwindigkeit von 45 mm / s und einer Standardbeschleunigung und einer Extrusionstemperatur von 240 durchgeführt ° C. eine Arbeitsoberflächentemperatur von 110 ° C und eine Extrusionsbreite von 0,6 mm.

Es ist unwahrscheinlich, dass ein solcher Test als absolut korrekt bezeichnet werden kann. Die genauen Druckeinstellungen für einen Industriedrucker sind uns nicht bekannt. Darüber hinaus verwendete der Ingenieur aus irgendeinem Grund ein anderes HIPS-Filament, obwohl ein Heimdrucker dasselbe ABS drucken kann und 25% statt 100% füllt. Im Allgemeinen ist dies ein sehr oberflächlicher Vergleich, aber immer noch sehr interessant.

Das Drucken des Produkts auf beiden Maschinen dauerte 18 Stunden. Also, was ist passiert?

Auf den Fotos sind die beiden Teile leicht zu unterscheiden, da der industrielle Teil schwarz ist. Der Experimentator reinigte die Details überschüssiger Materialien maximal - und begann zu fotografieren.





Wenn Sie genau hinschauen, macht sich der Unterschied immer noch bemerkbar. Der Stratasys Fortus 380 MC erwies sich als etwas besser, aber der Unterschied ist nicht so radikal, wie Sie vielleicht denken.

Mike Skipschak untersuchte sorgfältig die einzelnen Elemente der beiden Teile. Zum Beispiel eine Montagelasche am Rand der Form. Ein Enthusiast streut Asche auf seinen Kopf, weil es keine ausreichende Unterstützung für solche hervorstehenden Teile gibt, die er auf einem Heimdrucker gedruckt hat. Daher wurde die Montagelasche am Teil des Heimdruckers nicht vollständig gedruckt. Aber sein oberer Teil, der normal gedruckt wurde, ist in der Qualität den Details eines Industriedruckers nicht unterlegen.





Ein weiteres Fragment, das er im Detail untersuchte, sind die Befestigungslöcher und der umgebende Teil der Teile. Hier können Sie sehen, dass in der "Home" -Version um das Befestigungsloch kleine Lücken in den oberen Schichten des Drucks vorhanden sind. Er sagt, wenn er das Teil erneut gedruckt hätte, hätte er doppelt so viele feste obere und untere Schichten hergestellt, um dieses Artefakt zu beseitigen. Nur die Schichten sind zu dünn, also waren vier, wie wir sehen, nicht genug.





Im Allgemeinen ist auf den obigen Fotos der Unterschied in der Qualität der Teile nicht sehr unterschiedlich und nicht kritisch.

Der Teil des Teils, in dem der größte Unterschied in der Druckqualität die Unterseite ist, die mit dem Träger in Kontakt kommt. 3D-Druck-Enthusiasten sind sich bewusst, dass die Unterstützung die Oberfläche beeinträchtigt, die mit ihr in Kontakt kommt. Daher ist es ratsam, die Anzahl zu minimieren (siehe Artikel „ 10 Regeln für die Vorbereitung eines Modells für den 3D-Druck “).

Ein Amateurdrucker unterstützt also dasselbe Material, aus dem das Teil selbst hergestellt ist, mit allen sich daraus ergebenden Konsequenzen: eine Masse von Graten und unebenen Bereichen, die auf der Oberfläche verbleiben. Beim professionellen Drucker Stratasys Fortus 380 MC wird die Unterstützung aus einem separaten abbaubaren Material hergestellt. Es wird in einer speziellen Salzlösung gelöst und einfach abgewaschen. Hier sehen wir einen großen Unterschied in der Qualität des Produkts.





Unabhängig von der Qualität des Drucks selbst ist es die Methode zur chemischen Entfernung von Trägern aus einem anderen Material, die die beste Qualität für einzelne Teile der Oberfläche des Teils bietet.

Offensichtlich muss ein Teil eines Amateurdruckers sorgfältig geschliffen werden, um in diesen Bereichen die gleiche Qualität zu erzielen. Oder machen Sie ein kleines Upgrade. Für einen Lulzbot Taz 5 3D-Drucker können Sie für etwa 500 US-Dollar einen Druckkopf kaufen, der auch Unterstützung aus löslichem Material drucken kann. Eintausendfünfhundert Dollar - natürlich ein beträchtlicher Betrag, aber immer noch nicht mit 200.000 Dollar für ein professionelles Stratasys-Auto zu vergleichen.

Und beim "Amateur" entdeckte der Ingenieur einen Defekt, der auf dem Industriedrucker nicht verfügbar ist. Einzelne Fragmente des Werkstücks klebten nicht normal zusammen: Die horizontale Linie zwischen ihnen ist auf dem Foto sichtbar.





Trotzdem können beide Teile normalerweise ihre Funktion erfüllen, dh sie können zum Verlegen von Schleifen bei der Herstellung elektronischer Geräte verwendet werden.

Wenn Sie sich Fotos einzelner Fragmente ansehen, ist der Qualitätsunterschied offensichtlich, und jemand kann sagen, dass ein professioneller Drucker viel besser druckt . In der Praxis ist dies jedoch kein so bedeutender Unterschied, sagt Mike Skipschak.

Es ist wahrscheinlich, dass ein erfahrener Handwerker denselben Teil von viel besserer Qualität drucken könnte als Mike .

Ja, er selbst gibt zu, dass er durch eine geringfügige Änderung der Druckeinstellungen und ein paar Tricks eine bessere Produktqualität erzielen und die aufgetretenen Mängel beseitigen kann. Das heißt, auch hier hängt vieles nicht nur vom Drucker ab, sondern auch von den gleichmäßigen Händen und der Erfahrung des Meisters, der das Teil druckt. Diese Fähigkeit kommt mit Erfahrung.

Obwohl es ihm im Detail nicht gelungen ist, betont Mike, dass in der realen Arbeit beide Teile völlig identisch sind, das heißt, es ist ihm egal, welches mit den elektronischen Kabeln verwendet werden soll. Somit haben beide Drucker ihre Aufgabe perfekt gemeistert und eignen sich hervorragend für die Arbeit, dh für die Herstellung von Originalteilen. Wenn es keinen großen Unterschied gibt, ist es schwierig, eine Entschuldigung für den Kauf eines Druckers zu finden, der etwa 90,9-mal teurer ist.

Jetzt plant der Ingenieur, mehrere weitere Vergleichstests an einem Koordinatenmessgerät durchzuführen und zu überprüfen, wie genau die beiden Teile geometrisch ausgeführt werden. Es wird vermutet, dass in diesem Test ein Industriedrucker zeigt, warum er so teuer ist.

Selbst aus diesem Experiment können wir im Allgemeinen schließen, dass "Amateur" -Drucker in der Druckqualität von professionellen Industriemaschinen, die hundertmal teurer sind, nicht so weit zurückliegen. Viel hängt von der Erfahrung und dem Können des Ingenieurs ab, der weiß, wie man ein bestimmtes Teil am besten druckt und wie man die wahrscheinlichsten Fehler vermeidet.

Source: https://habr.com/ru/post/de396043/