Quão diferente é a impressão em impressoras 3D por US $ 2.200 e US $ 200.000

Todos os anos, as impressoras 3D domésticas estão se tornando mais fáceis de usar, mais rápidas e mais funcionais. A lista de mídia de impressão está aumentando gradualmente. Não muito longe é o momento em que será possível imprimir produtos de metal e vidro em casa, não apenas de plástico.

A impressão 3D promete fazer uma revolução ainda maior na indústria e na construção. Agora, as impressoras 3D são quase universalmente usadas para prototipagem e, no futuro, a produção em massa de produtos de alta qualidade certamente começará.

À medida que as impressoras 3D "amadoras" caseiras estão melhorando, surge uma pergunta interessante: quanto a qualidade da impressão doméstica difere da industrial? Essa é a pergunta que o engenheiro americano e entusiasta da impressão 3D Mike Skrzypczak fez. Para a amostra, ele foi ao laboratório de produção da Caterpillar, uma das empresas líderes na produção de grandes equipamentos especiais.

Uma impressora Stratasys Fortus 380 MC muito cara é instalada no laboratório a um custo de aproximadamente US $ 200.000.Esta impressora de 2 metros de altura foi projetada para produzir protótipos resistentes ao desgaste que correspondem às características do produto final, bem como várias ferramentas de produção e peças de fabricação de alta pressão. Impressora


Stratasys Fortus 380 MC

A impressora industrial imprime sete tipos de termoplásticos : ABS-M30; ABS-M30i; ABS-ESD7; ASA Material PC-ISO em branco e translúcido; PC FDM Nylon 12. De acordo com as especificações oficiais , a espessura da camada é de 0,330 mm, 0,254 mm, 0,178 mm ou 0,127 mm.

Para a amostra impressa, Mike pegou os detalhes reais - um dispositivo auxiliar para colocar loops na fabricação de equipamentos eletrônicos. Anteriormente, esses formulários eram feitos na impressora por moldagem, mas agora a impressão 3D é excelente para isso.

Portanto, o Lulzbot Taz 5 3D, com um preço de varejo de cerca de US $ 2.200 , tentará competir com o monstro industrial .




A impressora Lulzbot Taz 5 3D

Stratasys Fortus 380 MC imprimiu uma peça de plástico ABS com 100% de cobertura, com espessura de camada padrão e configurações padrão normais. Mike diz que na fábrica ele não tinha permissão direta para a máquina, portanto, não pode contar em detalhes sobre as opções de impressão. O laboratório apenas fez esse detalhe a seu pedido, e obrigado por isso.

O engenheiro utilizou filamento HIPS em uma impressora doméstica, a impressão foi realizada com um bico de 0,5 mm de diâmetro, com uma espessura de camada de 0,1 mm, preenchimento de 25%, com quatro camadas rígidas superior e inferior, velocidade de impressão de 45 mm / se aceleração padrão, temperatura de extrusão de 240 ° C. uma temperatura da superfície de trabalho de 110 ° C e uma largura de extrusão de 0,6 mm.

É improvável que esse teste possa ser considerado absolutamente correto. Não temos conhecimento das configurações exatas de impressão de uma impressora industrial. Além disso, por algum motivo, o engenheiro usou um filamento HIPS diferente, embora uma impressora doméstica possa imprimir o mesmo ABS e preencher 25% em vez de 100%. Em geral, esta é uma comparação muito superficial, mas ainda bastante interessante.

A impressão do produto nas duas máquinas levou 18 horas. Então o que aconteceu?

Nas fotografias, as duas partes são fáceis de distinguir, porque a parte industrial é preta. O pesquisador limpou ao máximo os detalhes dos materiais excedentes - e começou a fotografar.





Se você olhar de perto, a diferença ainda se torna perceptível. O Stratasys Fortus 380 MC acabou sendo um pouco melhor, mas a diferença não é tão radical quanto você imagina.

Mike Skipschak examinou cuidadosamente os elementos individuais das duas partes. Por exemplo, uma guia de montagem na borda do molde. Um entusiasta borrifa cinzas na cabeça, porque não há suporte adequado para essas partes salientes que ele imprimiu em uma impressora doméstica. Portanto, a guia de montagem da peça da impressora doméstica não foi totalmente impressa. Mas a parte superior, impressa normalmente, não tem qualidade inferior aos detalhes de uma impressora industrial.





Outro fragmento que ele investigou em detalhes são os orifícios de montagem e a parte circundante das peças. Aqui você pode ver que na versão "inicial" ao redor do orifício de montagem existem pequenas lacunas nas camadas superiores da impressão. Ele diz que se ele imprimisse a peça novamente, ele teria feito o dobro de camadas superiores e inferiores sólidas para eliminar esse artefato. Apenas as camadas são muito finas, então quatro, como vemos, não foram suficientes.





Em geral, nas fotos acima, a diferença na qualidade das peças não é muito diferente e não é crítica.

A parte da parte em que a maior diferença na qualidade da impressão é a superfície inferior que entra em contato com o suporte. Os entusiastas da impressão em 3D sabem muito bem que o suporte estraga a superfície que entra em contato com ele, por isso é aconselhável minimizar seu número (consulte o artigo " 10 Regras para preparar um modelo para impressão em 3D ").

Assim, uma impressora amadora suporta o mesmo material a partir do qual a peça é feita, com todas as consequências: uma massa de rebarbas e áreas irregulares que permanecem na superfície. Na impressora profissional Stratasys Fortus 380 MC, o suporte é feito de um material degradável separado. É dissolvido em uma solução salina especial e simplesmente lavado. Aqui vemos uma grande diferença na qualidade do produto.





Independentemente da qualidade da impressão em si, é o método de remoção química do suporte feito de outro material que oferece a melhor qualidade em partes individuais da superfície da peça.

Aparentemente, parte de uma impressora amadora deve ser cuidadosamente lixada para obter a mesma qualidade nessas áreas. Ou faça uma pequena atualização. Para uma impressora 3D Lulzbot Taz 5, por cerca de US $ 500, você pode comprar uma cabeça de impressão, que também é capaz de imprimir suporte a partir de material solúvel. Mil e quinhentos dólares - é claro, uma quantia considerável, mas ainda não pode ser comparada com US $ 200.000 para um carro profissional da Stratasys.

E na parte "amadora", o engenheiro descobriu um defeito que não está disponível na impressora industrial. Fragmentos individuais da peça de trabalho não se uniram normalmente: a linha horizontal entre eles é visível na fotografia.





Apesar disso, ambas as partes podem normalmente desempenhar sua função, ou seja, podem ser usadas para colocar loops na fabricação de equipamentos eletrônicos.

Obviamente, se você olhar fotografias de fragmentos individuais, a diferença de qualidade é óbvia, e alguém pode dizer que uma impressora profissional imprime muito melhor. Mas, na prática, não há uma diferença tão significativa, diz Mike Skipschak.

É provável que um artesão mais experiente possa imprimir a mesma parte com uma qualidade muito melhor do que Mike .

Sim, ele próprio admite que, se você alterar ligeiramente as configurações de impressão e aplicar alguns truques, ele poderá obter melhor qualidade do produto e eliminar os defeitos que aparecerem. Ou seja, aqui novamente depende muito não apenas da impressora, mas também das mãos e da experiência do mestre que imprime a peça. Essa habilidade vem com a experiência.

Embora a peça não tenha funcionado muito bem para ele, Mike enfatiza que, no trabalho real, ambas as peças são completamente idênticas, ou seja, ele não se importa com qual delas usar com os cabos eletrônicos. Assim, ambas as impressoras cumpriram perfeitamente sua tarefa e são excelentes para uso no trabalho, ou seja, na fabricação de peças originais. Se não houver muita diferença, é difícil inventar uma desculpa para comprar uma impressora, que é cerca de 90,9 vezes mais cara.

Agora, o engenheiro planeja realizar vários testes comparativos em uma máquina de medição por coordenadas e verificar com que precisão as duas partes são geometricamente executadas. Suspeita-se que seja nesse teste que uma impressora industrial mostre por que é tão cara.

Em geral, mesmo com esse experimento, podemos concluir que as impressoras "amadoras" não estão muito atrasadas na qualidade de impressão das máquinas industriais profissionais, cem vezes mais caras. Depende muito da experiência e habilidade do engenheiro, que sabe como imprimir melhor uma determinada peça, como evitar os defeitos mais prováveis.

Source: https://habr.com/ru/post/pt396043/