Когда большинство людей говорят о 3D-печати, они подразумевают моделирование методом плавленого осаждения (FDM), при котором объект создается из последовательных слоев расплавленного термопластика. Новая компьютерная система способна изменить этот процесс, создавая конструктивно более прочные элементы.

Команда Миаози Хуанга разрабатывает интеллектуальное программное обеспечение для оптимизации свойств пластиковых компонентов при 3D-печати. Technical University of Kaiserslautern-TUK/Koziel

Одна из проблем существующей технологии FDM заключается в том, температура очередного слоя расплавленного пластика, выдавливаемого из сопла принтера, значительно выше, чем температура предыдущего слоя, на который он наносится и который уже успел немного охладиться.

Если разница температур между двумя слоями слишком велика, они могут не правильно соединиться. В результате в готовом изделии между такими слоями образуется слабое место.

Для решения этой проблемы команда из Технического университета Кайзерслаутерна (TUK) в Германии разработала экспериментальное программное обеспечение.

Принимая во внимание планируемую форму и габариты объекта, а также тип используемого пластика, система автоматически адаптирует такие параметры, как скорость печати и температура сопла. (Как правило, эти параметры зависят от того, какая часть изделия печатается в данный момент). Например, в тех областях, где особенно важна высокая прочность конструкции, система обеспечит в смежных слоях как можно более близкие температуры.

Лабораторные испытания с использованием микроскопа показали, что объект, напечатанный с помощью новой системы, структурно прочнее, чем идентичный объект, напечатанный обычным способом.

Специалисты уже протестировали новую процедуру в лаборатории. Два образца, один из которых напечатан с помощью обычного программного обеспечения, а другой - с помощью новой технологии, отличаются по своей структуре, что можно наблюдать под микроскопом. "Существует разница в свойствах, особенно в прочности на разрыв в поперечном направлении печати", - добавляет Мяози Хуанг. "Этот метод позволяет устранить слабые места в печатной продукции". Например, с помощью этого метода можно поддерживать температуру контакта между двумя нитями в оптимальном диапазоне для соответствующей геометрии формуемой детали.

Такая оптимизация важна, например, для увеличения срока службы детали. Метод, используемый командой из Кайзерслаутерна, позволяет избежать слабых мест в пластике.

"Цель нашей технологии - оптимально использовать свойства материала", - сказал исследователь TUK Александр Шлихер. "Подобных процессов в настоящее время пока не существует".

Источники: Technical University of Kaiserslautern (TUC)
(https://www.uni-kl.de/en/pr-marketing/news/news/hannover-messe-2022-intelligente-software-fuer-den-3d-druck-optimiert-eigenschaften-von-bauteilen-aus-kunststoff)