Qué diferente es imprimir en impresoras 3D por $ 2,200 y por $ 200,000

Cada año, las impresoras 3D domésticas son cada vez más fáciles de usar, más rápidas y más funcionales. La lista de medios impresos está aumentando gradualmente. No muy lejos está el momento en que será posible imprimir productos de metal y vidrio en el hogar, no solo los de plástico.

La impresión 3D promete hacer una revolución aún mayor en la industria y la construcción. Ahora las impresoras 3D se utilizan casi universalmente para la creación de prototipos, y en el futuro la producción en masa de productos de alta calidad ciertamente comenzará.

A medida que las impresoras 3D “amateur” hechas en casa están mejorando, surge una pregunta interesante: ¿en qué se diferencia la calidad de impresión en el hogar de la industrial?? Esta es la pregunta que hizo el ingeniero estadounidense y entusiasta de la impresión 3D Mike Skrzypczak. Para la muestra, fue al laboratorio de producción de Caterpillar, una de las corporaciones líderes para la producción de grandes equipos especiales.

Se instala en el laboratorio una impresora Stratasys Fortus 380 MC muy costosa con un costo de aproximadamente $ 200,000. Esta impresora de 2 metros de altura está diseñada para la fabricación de prototipos resistentes al desgaste que coinciden con las características del producto final, así como varias herramientas de producción y piezas de fabricación de alta presión. Impresora


Stratasys Fortus 380 MC

La impresora industrial imprime siete tipos de termoplásticos : ABS-M30; ABS-M30i; ABS-ESD7; ASA Material PC-ISO en blanco y translúcido; PC FDM Nylon 12. Según las especificaciones oficiales , el grosor de la capa es 0.330 mm, 0.254 mm, 0.178 mm o 0.127 mm.

Para la muestra impresa, Mike tomó el detalle real: un dispositivo auxiliar para colocar bucles en la fabricación de equipos electrónicos. Anteriormente, tales formas se realizaban en la prensa por moldeo, pero ahora la impresión 3D es excelente para esto.

Entonces, Lulzbot Taz 5 3D con un precio minorista de aproximadamente $ 2,200 intentará competir con el monstruo industrial .




La impresora Lulzbot Taz 5 3D

Stratasys Fortus 380 MC imprimió una pieza de plástico ABS con una cobertura del 100%, con un espesor de capa estándar y una configuración predeterminada normal. Mike dice que en la fábrica no se le permitió directamente a la máquina, por lo que no puede contar en detalle sobre las opciones de impresión. El laboratorio acaba de hacer este detalle a petición suya, y gracias por eso.

El ingeniero usó filamento HIPS en una impresora doméstica, la impresión se realizó con una boquilla con un diámetro de 0.5 mm, con un espesor de capa de 0.1 mm, 25% de relleno, con cuatro capas duras superiores e inferiores, velocidad de impresión de 45 mm / sy aceleración estándar, temperatura de extrusión de 240 ° C. una temperatura de la superficie de trabajo de 110 ° C y un ancho de extrusión de 0.6 mm.

Es poco probable que tal prueba se pueda llamar absolutamente correcta. No conocemos la configuración de impresión exacta para una impresora industrial. Además, el ingeniero, por alguna razón, usó un filamento HIPS diferente, aunque una impresora doméstica puede imprimir el mismo ABS y llenar 25% en lugar de 100%. En general, esta es una comparación muy superficial, pero sigue siendo bastante interesante.

La impresión del producto en ambas máquinas tomó 18 horas. Entonces que paso?

En las fotografías, las dos partes son fáciles de distinguir, porque la parte industrial es negra. El experimentador limpió al máximo los detalles de los materiales sobrantes y comenzó a fotografiar.





Si te fijas bien, la diferencia aún se nota. El Stratasys Fortus 380 MC resultó ser un poco mejor, pero la diferencia no es tan radical como podría pensar.

Mike Skipschak examinó cuidadosamente los elementos individuales de las dos partes. Por ejemplo, una pestaña de montaje en el borde del molde. Un entusiasta rocía cenizas sobre su cabeza, porque no hay un soporte adecuado para esas partes sobresalientes que imprimió en una impresora doméstica. Por lo tanto, la pestaña de montaje de la parte de la impresora doméstica no se imprimió por completo. Pero su parte superior, que se imprimió normalmente, no es inferior en calidad a los detalles de una impresora industrial.





Otro fragmento que investigó en detalle son los agujeros de montaje y la parte circundante de las partes. Aquí puede ver que en la versión "casera" alrededor del orificio de montaje hay pequeños espacios en las capas superiores de la impresión. Él dice que si volviera a imprimir la pieza, habría hecho el doble de capas superiores e inferiores sólidas para eliminar este artefacto. Solo las capas son demasiado delgadas, por lo que cuatro, como vemos, no fue suficiente.





En general, en las fotos anteriores, la diferencia en la calidad de las piezas no es muy diferente y no es crítica.

La parte de la parte donde la mayor diferencia en la calidad de impresión es la superficie inferior que entra en contacto con el soporte. Los entusiastas de la impresión 3D son conscientes de que el soporte estropea la superficie que entra en contacto con él, por lo que es aconsejable minimizar su número (consulte el artículo " 10 Reglas para preparar un modelo para la impresión 3D ").

Por lo tanto, una impresora aficionada admite el mismo material del que está hecha la pieza, con todas las consecuencias resultantes: muchas rebabas y áreas desiguales que permanecen en la superficie. En la impresora profesional Stratasys Fortus 380 MC, el soporte se realiza con un material degradable separado. Se disuelve en una solución salina especial y simplemente se lava. Aquí vemos una gran diferencia en la calidad del producto.





Independientemente de la calidad de la impresión en sí, es el método de eliminación química del soporte hecho de otro material que proporciona la mejor calidad en partes individuales de la superficie de la parte.

Al parecer, parte de una impresora aficionada debe lijarse cuidadosamente para lograr la misma calidad en estas áreas. O haga una pequeña actualización. Para una impresora 3D Lulzbot Taz 5, por aproximadamente $ 500 puede comprar un cabezal de impresión, que también es capaz de imprimir soporte de material soluble. Mil quinientos dólares, por supuesto, una cantidad considerable, pero aún así no se puede comparar con $ 200 000 para un automóvil profesional Stratasys.

Y en la parte "aficionada", el ingeniero descubrió un defecto que no está disponible en la impresora industrial. Los fragmentos individuales de la pieza de trabajo no se pegaron normalmente: la línea horizontal entre ellos es visible en la fotografía.





A pesar de esto, ambas partes normalmente pueden realizar su función, es decir, pueden usarse para colocar bucles en la fabricación de equipos electrónicos.

Por supuesto, si observa fotografías de fragmentos individuales, entonces la diferencia de calidad es obvia, y alguien puede decir que una impresora profesional imprime mucho mejor. Pero en la práctica no es una diferencia tan significativa, dice Mike Skipschak.

Es probable que un artesano más experimentado pueda imprimir la misma parte de una calidad mucho mejor que Mike .

Sí, él mismo admite que si cambia ligeramente la configuración de impresión y aplica un par de trucos, podría lograr una mejor calidad del producto y eliminar los defectos que aparecieron. Es decir, aquí nuevamente, mucho depende no solo de la impresora, sino también de las manos y la experiencia del maestro que imprime la pieza. Esta habilidad viene con experiencia.

Aunque no tuvo éxito en los detalles, Mike enfatiza que en el trabajo real ambas partes son completamente idénticas, es decir, no le importa cuál usar con los cables electrónicos. Por lo tanto, ambas impresoras afrontaron perfectamente su tarea y son excelentes para su uso en el trabajo, es decir, para la fabricación de piezas originales. Si no hay mucha diferencia, es difícil encontrar una excusa para comprar una impresora, que es aproximadamente 90,9 veces más cara.

Ahora el ingeniero planea realizar varias pruebas comparativas más en una máquina de medición de coordenadas y verificar con qué precisión se ejecutan geométricamente las dos partes. Se sospecha que es en esta prueba que una impresora industrial mostrará por qué es tan costosa.

En general, incluso a partir de este experimento, podemos concluir que las impresoras "aficionadas" no están tan rezagadas en calidad de impresión de las máquinas industriales profesionales, cien veces más caras. Mucho depende de la experiencia y la habilidad del ingeniero, que sabe cómo imprimir mejor una parte en particular, cómo evitar los defectos más probables.

Source: https://habr.com/ru/post/es396043/