Druk 3D metodą ekstruzji stopionego termoplastycznego filamentu (ang. Fused Filament Fabrication) to to jedna z najbardziej rozpowszechnionych technik wytwarzania przyrostowego, wyróżniająca się przystępnymi kosztami i niewygórowanymi wymaganiami sprzętowymi. Oprócz niewątpliwych zalet ma jednak istotne ograniczenia, związane z koniecznością stosowania struktur podtrzymujących – tzw. supportów – podczas drukowania bardziej złożonych modeli, zawierających newralgiczne pod względem technologicznym detale takie jak duże otwory, nawisy i mostki, a także powierzchnie odchylone o ponad 45° od osi Z.
Jacek Zbierski
Potrzeba stosowania podpór (supportów) jest uwarunkowana technologicznie i wynika z faktu, że w druku przestrzennym metodą FFF model powstaje z płaskich warstw wytwarzanych w pojedynczym przebiegu głowicy ekstrudera po zadanej ścieżce w płaszczyźnie XY, po czym następuje podniesienie głowicy lub opuszczenie platformy roboczej i proces zostaje powtórzony w kolejnych warstwach, aż do uzyskania gotowego wyrobu. W przypadku drukowania detali o ściankach nachylonych pod kątem, kolejne warstwy są przesunięte względem siebie. Dla ścieżek przebiegu głowicy po zewnętrznej krawędzi detalu jest to o tyle istotne, że w przypadku powstania nawisu, aplikowany materiał jedynie w pewnym stopniu opiera się na warstwie pod spodem. Przykładowo dla ścianki pochylonej o 45° powstaje nawis, złożony ze ścieżek aplikowanego materiału, które jedynie w 50% opierają się na poprzedniej warstwie. Takie przesunięcie przyjmuje się jako wartość graniczną, powyżej której konieczne staje się stosowanie supportów, aby nie dopuścić do delaminacji i obsunięcia się drukowanej struktury pod ciężarem kolejnych warstw. Podobną trudność sprawia drukowanie tzw. mostków, czyli poziomych powierzchni rozpiętych między dwiema podporami. W przypadku mostków z kątem prostym trudno osiągnąć rozpiętość ponad 5 mm bez stosowania podpór.
Cały artykuł dostępny jest w wydaniu płatnym styczeń/luty 1/2 (160/161) 2021
