Данная статья служит одновременно и обзором, и кратким пересказом, и переводом видео “I tried Injection Molding using a 3D printer!” с YT-канала CNC Kitchen. Все использованные в статье фото – вырезаны из этого видео. Мы не претендуем на оригинальность идеи, а лишь хотим освятить её для русскоязычного сообщества.
3D-печать прекрасно подходит для быстрого прототипирования и изготовления чего-то в малых масштабах, но существуют ряд случаев, когда нужно использовать литье под давлением. У этого метода есть ряд преимуществ перед 3D-печатью, как прочность изделия или его детализация
Инструменты и машины, которые используются в этом методе невероятно дороги. Возможно ли воссоздать этот процесс, хотя бы в малых масштабах, используя то, что уже есть дома - 3D-принтер?
Изначальная концепция была такой: на фотополимерном принтере из тугоплавкой смолы (содержащую стекловолокно) напечатать форму для отливки, прижать ее к экструдеру и подавать пластик. Важно отметить, что форма не может быть большой.
Автор видео в первую очередь хотел проверить возможно ли это вообще и даст ли это какие-то преимущества над привычной аддитивной печатью. Нам нужно заполнить форму как можно быстрее, иначе пластик внутри нее затвердеет и не даст.
Стоит понимать, что у такого метода есть целый ряд ограничивающих факторов:
Во-первых, ограничивающим фактором является как диаметр сопла: чем он больше – тем больше за раз через него сможет пройти пластика
Во-вторых, важна скорость нагрева и длина хоттенда: тут аналогичная прямая зависимость. Как показала практика, именитый хоттенд «Вулкан» в данном случае работает лучше стандартного.
В-третьих, форму нужно предварительно хорошо зажать, чтобы предотвратить утечки и обеспечить внутри необходимое давление. Автор для этого использовал обыкновенную струбцину.
В-четвертых, стоит предварительно разогреть форму хотя бы до температуры размягчения пластика. Это многократно увеличивает шанс, что пластик заполнит всю модель. Именно поэтому используется смола со стекловолокном — это наполнение одно из самых тугоплавких среди доступных вариантов.
В-пятых, при заполнении модель необходимо как можно сильнее прижать ее к экструдеру. На самом деле это один из важнейших факторов.
И наконец, выбор материала: автор видео пробовал использовать PLA, TPU, а также нашумевший hyper-speed PLA. Оба материала сработали отлично, при условии соблюдения всех вышеописанных пунктов. С hyper-speed’ом проводились дополнительный тесты, и особой результативности материал не показал.
Все вышеописанные параметры подбирались исключительно экспериментально на протяжении всего видео. В итоге, у автора получилось «отливать» небольшие модели с помощью этого способа. Детализация фигурки из TPU на самом деле поражает, при послойной печати, как ни странно, такого не добиться.
Наконец, практичен ли этот способ?
Необходимо понимать, что для того, чтобы как минимум увеличить масштаб изготовляемых изделий, необходимы серьезные доработки в конструктив принтера: мы меняем хоттенд, сопло, экструдер. Дополнительно можно поменять мотор по Z-оси на более мощное решение и попробовать обеспечить более сильное давление внутри формы путем прижимания ее к столу. По непонятной мне причине автор этого делать не стал. От направляющих X и Y мы тоже можем избавиться за ненадобностью.
В таком случае конструкция окончательно перестанет распознаваться как 3D-принтер.
Суммируя всё вышесказанное – этот способ не несет в себе особой практичности. Само по себе видео несет в себе исключительно развлекательный характер. Но поэкспериментировать с этим способом всё-таки можно, если есть лишний принтер, стекловолоконная форма и энтузиазм.
Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4xXs9go-Ieg