Аддитивное производство (3D-печать) — это процесс создания реального трехмерного объекта, на основе заранее подготовленной 3D-модели с использованием 3D-принтера. Распечатанное изделие будет иметь абсолютно любую форму и геометрические размеры с учетом того, что напечатанный объект можно сформировать по частям и состоять он может из любых доступных материалов [1].
Можно выделить следующие этапы для создания изделия методом 3D-печати:
• создание программного эскиза, отражающего геометрию изделия — CAD-моделирование (Computer Aided Design);
• создание STL-файла. Этот формат поддерживает большинство установок для 3D-печати. Этап необходим для вычисления срезов и разделения модели на слои;
• настройка оборудования. Загрузка файла, при необходимости — коррекция форм, положения и т. д.;
• непосредственно печать изделия по заданному технологией процессу.
Автоматизированный этап, в котором человек выступает наблюдателем.
Указанные этапы могут корректироваться. Например, иногда требуется создание прототипа перед печатью, а иногда — финишная доработка, очистка.
Сравним три наиболее распространенные технологии 3D-печати:
• для моделирования методом наплавки (FDM — Fused Deposition Modeling) (рис. 1);
• стереолитография (SLA — Laser Stereolithography) (рис. 2);
• селективное лазерное спекание (SLS Selective Laser Sintering) (рис. 3).
Моделирование методом послойного наплавления является наиболее широко используемой формой 3D-печати на бытовом и домашнем уровне.
3D-принтеры FDM изготавливают детали путем наплавления экструзии термопластичной нити, которую сопло принтера наносит слой за слоем в области печати [2].
FDM работает с рядом стандартных термопластов, таких как ABS, PLA, и их различными смесями. Этот метод хорошо подходит для базовых моделей, а также для быстрого и недорогого создания прототипов простых деталей.
FDM имеет самое низкое разрешение и точность по сравнению с SLA или SLS и не является хорошим вариантом для печати деталей со сложной геометрической формой и высокими требованиями к качеству поверхности и точности изготовления.