Использование растворимой нити для 3D-принтера — это простой и эффективный способ создания поддерживающих структур для вашей 3D-печатной детали. В данной статье мы рассмотрим различные типы предлагаемых растворимых нитей, преимущества их использования по сравнению с нерастворимыми опорами, а также советы и рекомендации для максимально гладкого процесса печати.

FDM 3D-печать — это производственная технология, которая позволяет создавать детали со сложной геометрией, которую обычно невозможно получить с помощью традиционных методов. Однако, при использовании данной технологии, каждый слой детали требует наличие поддержек, либо на структуре самой детали, либо на дополнительной опорной конструкции.

С одноэкструдерным 3D-принтером вы ограничены использованием исходного материала печатной детали для создания опорной конструкции. C двухэкструдерными принтерами все иначе, поскольку для создания поддерживающих структур можно использовать растворимые нити.

Типы филаментов для растворимой 3D-печати

Водорастворимые нити для 3D-принтеров

Такие материалы известны своей растворимостью в обычной воде без каких-либо агрегатов. Это делает их отличным вариантом, поскольку их растворение не представляет никакой опасности, а также не вызывает никакой реакции на основной материал изделия.

Из таких материалов можно выделить PVA, который является наиболее часто используемым материалом для создания поддержек в 3D-печати. BVOH — еще один широко используемый материал с лучшей совместимостью с материалами, чем PVA, а также с меньшем временем растворения.

Водорастворимые филаменты для 3D-принтеров с химическими веществами

Некоторые материалы, используемые на промышленном уровне, несовместимы с такими нитями, как PVA или BVO, из-за их химических свойств и/или термостойкости. По этой причине материалы, подобные BVOH или PVA, были разработаны с дополнительными свойствами, обеспечивающими их совместимость с высокотемпературными материалами, такими как PEEK, PEKK, PPSU, PP и другими.

Чтобы растворить эти поддержки, pH воды должен быть кислым, чтобы разрушить сахар, который обычно содержит этот тип материала, поскольку это менее опасно, чем использование растворителей.

Растворимые нити для 3D-принтера с органическими растворителями

Это наименее используемые материалы из-за сложности использования органических растворителей с полимерами, наиболее используемыми в 3D-печати, поскольку растворитель может вступить в реакцию с материалом печати и повредить его.

Преимуществом использования этих материалов является их высокая совместимость с конструкционным материалом. Наиболее распространенным примером является HIPS в качестве вспомогательного материала для ABS.

Нерастворимые и растворимые нити для 3D-принтеров

Растворимые нити для поддерживающих структур имеют преимущества и недостатки по сравнению с использованием нерастворимых нитей:

• Простота в удалении поддержек
  Поскольку поддержки растворимы, необходимо просто погрузить модель в соответствующий растворитель и подождать, пока поддержки не исчезнут. Это очень полезно для деталей с очень сложной структурой.
• Улучшенное качество поверхности контакта
  Это преимущество связано с первым пунктом; поскольку материал легко удаляется, можно создать прочную основу в области, где требуются опоры, что позволяет получить гладкую поверхность без остатков нити.
• Меньше необходимости в пост-обработке модели
  Возможность печатать сложные 3D-модели с высоким качеством поверхности, благодаря использованию растворимых нитей, также снижает потребность в выполнении задач последующей обработки, таких как полировка, шлифовка, склеивание и др.
• Более длительное время печати
  Проблемой использования растворимых нитей заключается в увеличении времени 3D-печати, поскольку в процессе необходимо менять материалы. Однако существуют методы оптимизации структуры поддержки, позволяющие сократить эту проблему.

Советы по созданию поддерживающих конструкций с помощью растворимых нитей

Изменив некоторые настройки в вашем слайсере, вы сможете получить прочные поддержки для улучшения качества вашей 3D-модели.

Повышение прочности поддержек

Довольно часто создаются тонкие поддержки для очень тонких частей модели, однако они не являются прочными и склонны ломаться в процессе печати.

Чтобы повысить их прочность, можно отрегулировать следующие параметры конфигурации поддержки:

Горизонтальное расширение поддержки: Увеличивает общую толщину поддержки, позволяя сделать башню толще и прочнее.

Избежание поломки поддержек во время печати

Толщина поддержек равна диаметру хотенда, поэтому они обычно довольно хрупкие и могут сломаться во время печати. Изменяя рисунок и другие параметры, можно повысить прочность:

• Шаблон поддержки: Узоры, такие как сетка и треугольник довольно устойчивы к разрыву в процессе печати. Такие узоры рекомендуется печатать только на растворимом материале, так как их довольно трудно удалить.
• Скорость печати поддержек: Если поддержки печатаются слишком быстро, существует риск разрыва конструкции. Снижение скорости позволяет избежать вибрации или повреждения конструкции при прохождении головки.

Улучшение качества поверхности модели

Качество контактной поверхности зависит от расстояния Z от рисунка поддержек, направления верхней и нижней линий периметра и количества материала, удерживающего основу модели. Изменение этих параметров может улучшить качество поверхности, но усложнит процесс извлечения поддержек.

• Плотность поддержек: Чем выше плотность, тем лучше будет держаться модель и, следовательно, улучшится качество обработки поверхности.
• Направление верхней/нижней линии: Изменение направления узора по периметру помогает удерживать нижний слой модели, так как позволяет поддержке и узору по периметру лучше пересекаться.
• Узор поддержки и верхний/нижний узор: Узоры поддержек и периметра влияют на то, как крепится модель опоры, идеальный вариант — чтобы узоры пересекались как можно чаще для лучшего крепления первого слоя.

Всегда помните, что важно держать филаменты в сухом помещении, поскольку растворимые материалы легко впитывают влагу и могут вызвать проблемы в процессе печати.

Такие материалы, как PVA и BVOH, можно растворить в обычной воде. Эту воду также можно подогреть, чтобы сократить время удаления поддержек.

Мы надеемся, что вы последуете нашим советам и рекомендациям, чтобы добиться улучшения качества поверхности ваших 3D-печатных деталей и более быстрого и эффективного процесса.