Пост-обробка деталей фрезеруванням на верстаті з ЧПК після 3D друку методом наплавлення

Abstract

UA: Мета роботи. Провести дослідження можливості фрезерування зразків з різних полімерних матеріалів після їх виготовлення 3D-друком Моделювання Методом Наплавлення – Fused Deposition Modeling (FDM), визначити оптимальні режими фрезерування, які поліпшують якість поверхні та точність розмірів. Методи дослідження. Експериментальним шляхом визначено шорсткість та точність зразків з полімерних матеріалів, які були виготовлені FDM методом на 3D-принтері RepSystem V2.1 з програмою для створення G-коду PrusaSlicer та оброблені з різними режимами на фрезерному верстаті з ЧПК Profi+Wood. Точність розмірів визначалась за допомогою механічного мікрометра МК 25 ГОСТ 6507-90 з точністю 0,01 мм. Для дослідження поверхні оброблених зразків використовувався цифровий мікроскоп MikroView 500x. Отримані результати. Визначені точність розмірів та шорсткість поверхні друкованих зразків з полімерних матеріалів після обробки фрезами різних конструкцій з різними режимами різання. Наукова новизна. Досліджено можливості використання механічної обробки методом фрезерування зразків з різних полімерних матеріалів, які використовуються для 3D-друку. Практична цінність. Проведений аналіз фрез для обробки і проведено тестування можливості їх використання для деталей, надрукованих FDM методом. Рекомендовані режими фрезерування для матеріалів, які використовуються для 3D-друку, які значно поліпшують якість поверхні: для однозубої фрези числа обертів – 22000 об/хв та подача – 1800 мм/хв.; для тризубої фрези: числа обертів – 22000 об/хв та подача 2700 мм/хв. При обробці на цих режимах шорсткість знижується на 95%. Встановлено, що при пост-обробці пластиків після 3D-друку фрезеруванням можливо досягти точність розмірів до 10 квалітету. Визначені полімерні матеріали, вироби з яких після FDM друку рекомендовано остаточно обробляти фрезеруванням для виготовлення точних макетів, майстер-моделей для лиття, форм для формування деталей вакуумом і як закінчену пластикову деталь при одиничному та дрібносерійному виробництві. EN: Purpose. Conduct research on the possibility of milling samples from various polymer materials after their production by 3D-printing Fused Deposition Modeling (FDM), determine the optimal milling modes that improve surface quality and dimensional accuracy. Research methods. The roughness and accuracy of the samples of polymer materials, which were manufactured by the FDM method on a RepSystem V2.1 3D printer with the PrusaSlicer G-code creation program and processed with different modes on a Profi+Wood CNC milling machine, were experimentally determined. The accuracy of the dimensions was determined using a mechanical micrometer MK 25 GOST 6507-90 with an accuracy of 0,01 mm. A MikroView 500x digital microscope was used to examine the surface of the treated samples. Results. The dimensional accuracy and surface roughness of printed samples made of polymer materials after processing with cutters of various designs with different cutting modes were determined. Scientific novelty. The possibility of using mechanical processing by the method of milling of samples from various polymer materials used for 3D-printing was investigated. Practical value. An analysis of milling cutters for processing was carried out and the possibility of their use for parts printed by the FDM method was tested. Recommended milling modes for materials used for 3D-printing, which significantly improve the quality of the surface: for a single-tooth cutter, the number of revolutions is 22,000 rpm and the feed is 1800 mm/min; for a three-tooth milling cutter: the number of revolutions is 22,000 rpm and the feed is 2,700 mm/min. When processing in these modes, the roughness is reduced by 95 %. It has been established that during the post-processing of plastics after 3D-printing by milling, it is possible to achieve dimensional accuracy of up to 10 quality. Identified, polymer materials, products from which after FDM printing are recommended to be finished by milling for the production of accurate mock-ups, master models for casting, forms for forming parts by vacuum and as a finished plastic part for single and small-scale production.