Подготовка G-кодов для промышленной FGF 3D печати

Содержание

1. Введение
2. Использование режима Vase Mode для нескольких изделий одновременно
   1. Традиционный метод с использованием ретракта
   2. Нетрадиционный метод с использованием стрипс
      1. Стрипсы для соединения нескольких изделий на платформе
      2. Использование стрипс для углублений и проемов в 3D моделях
      3. Использование стрипс для замкнутых контуров
      4. Использование стрипс для навесных элементов
      5. Производительность метода с использованием стрипс
      6. Дополнительные примеры подготовки gcode с использованием стресс
      7. Почему мы не рекомендуем использовать последовательную печать?
      8. Особенности использования стрипс для изготовления изделий с разной высотой
      9. Решение проблем с некорректной траекторией в случае использования стрипс
      10. Использования стрипс в сложных 3D моделях.
      11. Как разделить модели на сегменты в случае использования стрипс?
3. Заключение

Введение

Принципиальная особенность 3D печати по технологии FGF заключается в использовании режима Vase Mode. Это связано с тем, что производительность FGF 3D принтеров значительно выше, чем у персональных устройств. Пиковая производительность может достигать 60 кг в час. При использовании стандартных принципов печати, характерных для традиционной FDM технологии, расход материала был бы неоправданно велик.

Кроме того, в отличие от FDM 3D принтеров, использование режима Vase Mode позволяет не беспокоиться о прочности изделий. Это достигается благодаря использованию сопел диаметром от 3 до 20 мм, что позволяет печатать изделия с большой толщиной стенки в один проход периметра. Дополнительно, FGF 3D принтеры оснащены системой ретракта, которая не может полностью прекратить подачу материала во время холостого перемещения сопла. Поэтому использование режима Vase Mode позволяет минимизировать холостые перемещения.Основные принципы использования режима Vase Mode были детально описаны ранее в статье.

Использование режима Vase Mode для нескольких изделий одновременно

Но как быть в случае, если необходимо напечатать два и более изделия на одной платформе? Мы рассмотрим два рабочих способа, которые были применены на практике и доказали свою эффективность.
Первый способ — это печать с использованием традиционного ретракта при холостом перемещении.
Второй способ — использование стрипсов, соединяющих все детали, установленные на платформе.

Традиционный метод с использованием ретракта

Рассмотрим первый способ. Поскольку ранее мы упоминали, что ретракт в FGF 3D печати может быть неполным, то есть запирание и отвод пластика при холостом перемещении не могут полностью прекратить подачу материала, самым простым способом, который позволит работать в таком режиме, является организация траекторий всех перемещений с минимальным холостым перемещением.

Для проверки всех траекторий, как во время рабочего хода, так и во время холостого перемещения, мы используем программное обеспечение Simplify3D. В режиме просмотра кода Simplify3D позволяет включить отображение перемещений как для рабочего хода, так и для холостых перемещений. Холостые перемещения будут отображаться красным цветом.

Кроме того, помимо правильного расположения деталей относительно друг друга, стоит учитывать настройки построения траектории в самих настройках процесса. После установки настроек необходимо провести тестовую печать на самом принтере. Если результат вас не устраивает, следует изменить параметры и попробовать снова. Если в местах ретракта наблюдается недостаточное качество 3D печати, рекомендуется перейти к следующему предложенному варианту с использованием стрипсов.

Нетрадиционный метод с использованием стрипс

Стрипсы для соединения нескольких изделий на платформе

Принципиальная особенность подготовки кода для FGF заключается в том, чтобы заставить машину печатать только с использованием одной линии в режиме vase mode. Даже если на платформе располагается несколько изделий, то все изделия надо соединить между собой стрипсами для обеспечения печати с минимальным количеством холостых перемещений.

На картинке изображен типичный пример соединения двух изделий на платформе с помощью стрипсы. Важно отметить, что толщина стрипсы должна соответствовать двойному диаметру сопла или фактической ширине линии, умноженной на два. Это необходимо для обеспечения непрерывной линии в режиме Vase Mode при переходе от одного изделия к другому. Также следует установить стрипсы в местах, удобных для последующей обработки материала после печати.

Размеры стрипсы можно регулировать непосредственно в Simplify3D. Для этого достаточно дважды кликнуть на стрипсу.

Если объекты имеют разную высоту, высоту стрипсы следует установить по высоте нижнего объекта.

Расстояние между объектами при использовании стрипс следует устанавливать с учетом удобства удаления стрипс после печати и размера платформы. Это важно для оптимального размещения объектов на платформе. От выбранного расстояния зависит количество объектов, которые можно разместить на одной платформе.

В конечном итоге у вас будет примерно такая же схема, как на изображении выше.

Использование стрипс для углублений и проемов в 3D моделях

Важно учитывать, что в моделях могут присутствовать проемы, углубления и другие формообразующие элементы во время подготовки кодов. В таких случаях стрипс следует размещать внутри таких элементов для обеспечения правильной печати и удобства последующей обработки материала.

Толщину стрипс в таких местах необходимо определять с учетом того, что печать будет происходить без использования поддерживающего материала. Это важно для обеспечения правильной структуры и качества изделий, которые будут напечатаны с использованием стрипс.

Если все настроено правильно, печать будет организована таким образом, что код будет представлять собой траекторию, описывающую один большой длинный периметр, как показано на видео ниже.

В качестве результата вы получите элементы, подобные тем, что изображены на фотографии ниже.

Использование стрипс для замкнутых контуров

Теперь давайте рассмотрим ситуацию, когда в 3D модели присутствует внутреннее кольцо или полость, которую мы хотим изготовить.

В этом случае для подготовки используем дополнительное ПО NetFabb. Нам потребуется создать стрипсу очень тонкой толщины, равной 0.5 мм.

Далее мы будем использовать эту тонкую стрипсу для создания зазора внутри полости с помощью булевых операций в программе NetFabb, как показано на изображениях ниже.

В таком случае процесс печати будет формировать единую линию периметра и не потребует дополнительных ретрактов для печати внутренней полости отдельно. Это позволяет эффективно использовать тонкую стрипсу для создания необходимого зазора внутри полости и обеспечивать непрерывность печати.

Использование стрипс для навесных элементов

Очень важно учитывать, что печать должна осуществляться без использования поддерживающего материала, так как его качественно удалить будет невозможно. В отличие от FDM, у FGF происходит наплавка материала между слоями, что приводит к его фактическому припаиванию, включая поддержки. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы в модели не было открытых навесных элементов, что может повлиять на качество печати и структуру изделия.

В случае открытых навесных траекторий пластик может просто провисать вниз из-за высокого веса печатаемой линии, что приведет к некачественной печати и возможно вызовет поломку машины. Поэтому важно избегать таких конструктивных элементов при подготовке модели для 3D печати и учитывать это при подготовке кода.

Я рекомендую проверять, полностью ли модель прилегает к столу печати. Это можно сделать с помощью обрамления, которое покажет, какие участки модели контактируют со столом. Если вы заметите место, где отсутствует контакт модели с платформой с обрамлением, это может потребовать добавления дополнительных стрипс или переработки кода печати в целом.

Иначе результат может быть неудовлетворительным. Важно обеспечить полное прилегание модели к столу для достижения качественной печати.

Производительность метода с использованием стрипс

Таким образом, вы можете заполнять всю платформу для 3D печати, что положительно сказывается на стабильности и надежности промышленного 3D принтера. Это позволяет эффективно использовать его ресурсы и минимизировать возможные сбои в процессе печати.

Такой подход работает на всех машинах FGF, включая системы H-Bot и ROBOT. Это применимо благодаря общим принципам работы и возможностям подготовки кодов для 3D печати на этих системах.

Дополнительные примеры подготовки gcode с использованием стресс

Для закрепления информации приведу дополнительные примеры использования стрипс:

1. Использование стрипсы в проеме, как показано на изображении.

2. Использование стрипсы для печати закрытой замкнутой полости, как показано на изображении.

Почему мы не рекомендуем использовать последовательную печать?

Хороший вопрос, который можно рассмотреть в данной теме: “Почему нельзя использовать последовательную печать объектов для избежания необходимости установки стрипс и их последующего удаления после печати?”

Ответ на этот вопрос может включать следующие аспекты:

Отсутствие контроля первого слоя при начале печати: При последовательной печати объектов каждый новый объект начинается без поддержки предыдущего первого слоя. Это может привести к неправильному прикреплению или деформации первого слоя, особенно на сложных геометриях или больших моделях.

Невозможность плотного заполнения платформы для 3D печати: Последовательная печать объектов требует определенного пространства между ними для предотвращения взаимного влияния в процессе печати. Это ограничивает количество объектов, которые можно расположить на платформе, что неэффективно для масштабирования производства.

Возможные дефекты из-за переплавления материала при печати мелких объектов: При печати мелких объектов, особенно на высоких температурах или с быстрыми скоростями, материал может переплавляться или деформироваться из-за недостаточного времени для охлаждения. Это может привести к дефектам в структуре или внешнем виде изделий.

Таким образом, использование метода с установкой стрипс и печатью в режиме Vase Mode часто предпочтительнее для обеспечения контроля первого слоя, эффективного использования печатной платформы и предотвращения потенциальных дефектов при печати мелких объектов.

Особенности использования стрипс для изготовления изделий с разной высотой

Дополнительно важно учитывать, что при использовании режима Vase Mode с объектами разной высоты может возникнуть проблема образования щелей.

Это происходит потому, что печать в режиме Vase Mode создает один непрерывный периметр вокруг объекта, однако при изменении высоты модели программа адаптирует алгоритмы в соответствии с новыми условиями на каждом слое. Для того чтобы обеспечить отсутствие зазоров в местах перехода от одной высоты к другой, необходимо просто изменить позицию моделей на платформе, чтобы программа могла корректно адаптировать алгоритмы. Продолжайте экспериментировать до тех пор, пока зазоры не исчезнут полностью.

Решение проблем с некорректной траекторией в случае использования стрипс

Если вы замечаете ошибки, связанные с появлением новых не запланированных траекторий, следует поступать так же, как описано в предыдущем пункте.

Обратите внимание, что этот метод можно комбинировать с другими процессами. Например, если вам нужно напечатать первый слой с полной заливкой или изменить режимы печати на отдельных слоях.

Использования стрипс в сложных 3D моделях.

Теперь рассмотрим более сложную ситуацию, например, наличие бортика в нижней части моделей, расположенных на платформе.

В этом случае мы используем систему, описанную ранее. Мы применяем стрипсы для создания тонкого зазора. Однако, в отличие от первого случая, высоту стрипсу мы задаем равной высоте самого бортика.

Производим булеву операцию.

И видим, что печать происходит в один непрерывный периметр без использования ретрактов.

При этом следующие слои печатаются также в одну линию  

Как разделить модели на сегменты в случае использования стрипс?

Также не забывайте, что в случае сложных моделей иногда проще разделить модель на несколько составляющих и печатать их отдельными деталями.

  Для этого я использую инструменты для создания сечений в программе NetFabb. Полное описание возможностей для сегментирования моделей в программе NetFabb описаны в отдельной статье.

На выходе мы получаем две отдельные части, которые можно использовать как отдельные модели.

Теперь можно подготовить код, придерживаясь вышеописанных принципов. 

Заключение

В конечном итоге, если вы будете придерживаться описанных принципов и инструкций в данной статье, то сможете организовать работу с максимальной производительностью.

Эта инструкция основана на опыте, полученном при выполнении проекта диорамы в городе Доха, Катар, посвященного “Старому порту Доха”.