Аналіз конструктивних особливостей та ефективності застосування сучасних FDM принтерів для просторового друку полімерними термопластичними матеріалами

Анотація

У роботі наведено основні параметри сучасного стану світового ринку обладнання адитивного виробництва. Для дослідження обрано найпоширеніший тип адитивної технології, а саме FDM (Fused Deposition Modeling) – формування методом наплавлення або 3Д друк термопластичним полімерним матеріалом. Дана технологія є найпоширенішою та використовується у промисловості, інженерному проектуванні, швидкому прототипуванні, освітньому процесі, наукових дослідженнях, медицині, дизайні тощо. Наведено основні роботи, що розглядають основні характеристики устаткування, систематизують їх за конструктивними особливостями та галузями застосування. Враховуючи недостатнє охоплення типів та конструкцій обладнання у цих роботах, проведено розширений огляд приладів на основі FDM технології. Класифікація обладнання базується на принципі переміщення виконавчих органів, а саме друкувальної головки та робочої платформи 3Д принтера. Виходячи з цього встановлено, що існує чотири основних схеми побудови FDM 3Д принтерів такі, як картезіанська, дельта, полярна та схеми на основі роботизованого маніпулятора. Представлено найбільш популярні моделі 3Д принтерів кожної із схем, розглянуто їхні основні переваги та недоліки, сфери та галузі застосування, приклади виробів, що виготовляються. Огляд показав, що найбільш розповюдженою схемою як у світі так і в Україні є картезіанська, що в свою чергу поділяється на ряд підвидів. Серед них особливо популярними являються Prusa, CoreXY та H-Bot схеми. Вони є найбільш універсальними, використовують практично всі типи витратного термопластичного матеріалу, включають практично весь необхідний для виробництва ряд типорозмірів робочої зони та є найбільш гнучкими до модернізації. Також показані FDM 3Д принтери на основі роботизованого маніпулятора. Розвиток даного типу устаткування є прикладом впровадження адитивних технологій у серійне автоматизоване виробництво. Аналіз основних сфер застосування та основних переваг та недоліків кожного з типів 3Д принтерів, дало змогу надати рекомендації щодо вибору обладнання для просторового друку залежно від виду діяльності.