Методика оптимизации внутреннего заполнения формообразующей оснастки, изготовленной при помощи FDM/FGF-печати

Краткая аннотация:

К числу наиболее простых типов 3D-печати для реализации в условиях промышленности относится FDM/FGF-печать (fused deposition modeling - метод послойного наплавления/fused granular fabrication - послойное наплавление из полимерных гранул). В основе FDM/FGF-печати лежит экструзия термопластика. Сопло экструдера, перемещаясь по заданной программой траектории, укладывает нить слой за слоем в соответствующее 3d-модели изделие. При этом имеет место несплошное заполнение объёма детали. Степень несплошности и траектория «укладки» нити являются варьируемыми параметрами. Механические характеристики ряда современных термопластиков (особенно с наполнителями) приближаются к механическим характеристикам некоторых металлов. Данные особенности FDM/FGF-печати делают её эффективным инструментом для изготовления формообразующей оснастки заготовительно-штамповочного производства (ЗШП), технологические процессы которого не предусматривают значительных динамических (ударных) нагрузок. Например, это актуально в случае применения формообразующей оснастки для гидроэластоформования. Сложная конфигурация изготавливаемой детали обуславливает необходимость изготовления сложной по конфигурации оснастки с требуемыми механическими характеристиками. FDM/FGF-печать позволяет получить изделие с заданной геометрией высокой степени сложности и заданными механическими характеристиками. Прежде всего это связано с тем, что для технологии FDM/FGF -печати характерно настраиваемое несплошное заполнение периодической нитевидной структурой внутреннего объема изделия согласно цифровой модели. Есть возможность варьировать параметр плотности заполнения в требуемых областях объёма изделия в зависимости от его геометрии. Тем самым обеспечивая заданную работоспособность изделия, значительно снижая себестоимость и время изготовления. Исследование посвящено решению проблемы варьирования технологического параметра плотности заполнения внутреннего объёма оснастки для оптимизации объёмного распределения параметров прочности и жёсткости.