Розроблення автоматизованої системи контролю якості матеріалу для FFF/FDM 3D-друку

Abstract

Об’єкт дослідження – процеси 3D-друку за технологією FFF/FDM. Предмет дослідження – вплив вологості філаменту на якість готових виробів, виготовлених методом FFF/FDM. Мета роботи – розробка моделі абсорбції філаменту, для оцінювання та прогнозування впливу вологості філаменту на якість друкованих виробів з метою підвищення точності, міцності та стабільності технології FFF/FDM. У роботі проведено аналіз фізико-хімічних процесів, що відбуваються у філаментів під час його зволоження та наступного плавлення в екструдері. Розглянуто, як підвищена вологість призводить до утворення бульбашок у розплаві, погіршення адгезії між шарами, зниження геометричної точності та міцності готових виробів. Досліджено методи вимірювання вологості філаменту та способи її зниження, зокрема сушіння у спеціальних камерах та використання герметичних систем зберігання. Запропоновано математичну модель, що описує взаємозв’язок між рівнем вологості філаменту, режимами друку (температура екструдера, швидкість подачі, висота шару) та ключовими показниками якості друкованих виробів (міцність, точність, однорідність структури). Особливу увагу приділено можливості автоматизованого моніторингу вологості філаменту та адаптивного коригування параметрів друку в реальному часі. Отримані результати можуть бути використані для оптимізації процесів підготовки та зберігання філаменту, розробки рекомендацій для користувачів та інтеграції систем контролю вологості у сучасні FFF/FDM-принтери.