Технология аддитивного производства изделий с повышенными механическими характеристиками, армированных непрерывным волокном по пространственным траекториям тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Торубаров Иван Сергеевич

• Торубаров Иван Сергеевич
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Торубаров Иван Сергеевич

Введение

1 Анализ способов производства изделий из полимерных композиционных материалов в аддитивных технологиях

1.1 Полимерные композиционные материалы и аддитивные технологии

1.2 Аддитивное производство изделий, армированных дискретными наполнителями

1.3 Аддитивное производство изделий, армированных непрерывным волокном

1.3.1 Общая характеристика технологий FDM печати с армированием

1.3.2 Метод печати с экструзией препрега

1.3.3 Метод печати с коэкструзией препрега и связующего

1.3.4 Метод печати с консолидацией препрега и матрицы на месте

1.3.5 Программное обеспечение для подготовки управляющих программ печати с армированием

1.4 Прочностные свойства печатных изделий из полимерных

композиционных материалов

Выводы по разделу

2 Разработка теоретических основ технологии пятиосевой печати с армированием

2.1 Принцип пятиосевой печати с армированием непрерывным волокном

2.2 Способы формирования армирующих каркасов при пятиосевой печати

2.3 Расчёт траекторий укладки линий пространственного армирования

2.4 Аналитическое исследование прочности армированных образцов

Выводы по разделу

3 Практическая реализация технологии пятиосевой печати с армированием... 66 3.1 Разработка пятиосевой установки аддитивного производства для печати

с армированием

3.2 Разработка программного обеспечения для управления пятиосевой установкой аддитивного производства для печати с армированием

3.2.1 Конфигурирование программного обеспечения в соответствии с техническими характеристиками опытного образца

3.2.2 Разработка интерфейса ручного управления механизмами подачи и отреза непрерывного углеволокна

3.3 Разработка программного обеспечения автоматизированной подготовки управляющих программ для печати с армированием

3.3.1 Разработка генератора программы для подготовки управляющих программ печати с армированием

3.3.2 Интерфейс подготовки моделей для печати с армированием

3.3.3 Примеры подготовки модели к печати с армированием в соответствии с предложенными способами построения армирующих каркасов

Выводы по разделу

4 Экспериментальное исследование взаимосвязей между технологическими параметрами печати с армированием и характеристиками армированного изделия

4.1 Методы и средства экспериментального исследования

4.2 Испытания на растяжение

4.2.1 Исследование характера разрушения армированных образцов на примере испытаний на растяжение

4.2.2 Исследование влияния коэффициента подачи и скорости укладки волокна на прочность при растяжении

4.3 Испытания на адгезию углеволокна к полимерной матрице

4.3.1 Влияние межслойной прочности на механические свойства армированного материала

4.3.2 Исследование силы адгезионного взаимодействия между материалами армирования и полимерной матрицы

4.3.3 Исследование прочности армированных образцов на межслойный сдвиг методом изгиба короткой балки

4.4 Испытания на статический изгиб

4.5 Определение рациональных значений технологических параметров

печати с армированием

Выводы по разделу

Заключение

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Патентные документы

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Фрагмент руководства по эксплуатации 5D принтеров

Stereotech 530 Hybrid, Fiber

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Листинг конфигурации модулей управления механизмами

подачи и отреза непрерывного углеволокна

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Листинг интерфейсной программы ручного управления

механизмами подачи и отреза непрерывного углеволокна

ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Листинг программных модулей STE Slicer для подготовки

управляющих программ печати с пятиосевым армированием

ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Акт внедрения результатов работы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технология аддитивного производства изделий с повышенными механическими характеристиками, армированных непрерывным волокном по пространственным траекториям»

Актуальность темы исследования.

Текущий этап в развитии аддитивных технологий характеризуется их активным проникновением в различные отрасли производства и поиском изделий, для производства которых они лучше всего подходят. Этот процесс имеет ряд ограничений, связанных с принципиально неустранимыми особенностями аддитивного производства: температурной усадкой расплава материала после его укладки, слоистой структурой получаемых изделий, невысокой производительностью. Кроме того, в технологии послойного направления материала (Fused Deposition Modeling, FDM) наиболее существенными остаются такие недостатки, как анизотропия свойств изделий (выражающаяся в низкой прочности на границах раздела последовательно наложенных слоёв) и низкая прочность самих полимерных материалов, используемых в данной технологии.

Наиболее распространённым подходом к повышению прочности изделий в технологии FDM является применение полимерных композиционных материалов (ПКМ), в первую очередь - ПКМ с дискретными армирующими наполнителями, представляющими собой мелкие включения в расплав, такие как микрогранулы или короткие волокна (например, углеволокно или стекловолокно с диаметром порядка 10 мкм и длиной от 50 до 400 мкм). Исследованию таких материалов посвящены работы многих авторов, например, G. D. Goh, I. Blanco, S. Dev Nath, E. Yasa, R. W. Gray, W. Zhong, M. L. Shofner и др.

На данный момент единственным способом принципиально увеличить прочность изделий в FDM технологии является использование армирующих материалов с непрерывными волокнами. Работы C. Savandaiah, K. Chang, G. Fang, J. B. Robles, F. Safari, X. Tian, A, Todoroki, А. Н. Полилова, А. В. Малахова посвящены различным аспектам применения непрерывных волокон в FDM печати от вопросов изготовления армирующего жгута до разработки оптимальных траекторий армирования при различных условиях нагружения. В зависимости от технологии и содержа-

ния волокон при стандартных испытаниях на растяжение предел прочности арм армированных образцов составляет от 700 до 1500 МПа, модуль упругости E - от 40 до 80 ГПа (при максимуме в арм ~ 100 МПа и E ~ 13 ГПа для 3D-печатных композитов с короткими волокнами). При этом межслойная прочность армированных изделий обеспечивается свойствами полимерного материала матрицы в той же степени, что и в стандартной технологии FDM печати.

Как программное обеспечение, так и сама компоновка оборудования должны обеспечивать большую гибкость в выборе технологических параметров армирования. В случае аддитивных технологий гибкость всегда является одной из ключевых особенностей, однако общеизвестные способы FDM печати с армированием в равной степени ограничены в своих возможностях: армировать при 3D печати можно лишь такую деталь, которую возможно рационально позиционировать в трёхкоор-динатной системе перемещения платформы построения и печатающей головки.

Описанный в работах А.В. Дроботова, И. А. Гущина, А. Р. Авдеева и А. В. Швеца принцип FDM печати полимерными материалами с использованием 5 степеней свободы технологической системы (пятиосевая печать) позволяет выращивать изделия из слоёв неплоской формы, таким образом сглаживая анизотропию печатного объекта. За счёт изменения формы слоя и увеличения площади контакта соседних слоёв для ряда изделий удаётся повысить прочность в условно вертикальном направлении (в направлении выращивания), а для отдельных изделий применение пятиосевой печати является единственным способом рационального позиционирования в рабочем объёме аддитивной установки для обеспечения их работоспособности.

Таким образом, актуальной темой в технологии FDM остаётся совмещение двух вышеописанных подходов: применение непрерывного волокна для кратного увеличения прочности изделий и применение многоосевой печати для эффективного использования армирующих материалов в большом количестве изделий и уменьшения эффекта расслоения при различных нагрузках.

Объект исследования.

Технология аддитивного производства изделий сложной формы из слоистых композиционных материалов, ориентируемых в виде пространственных криволинейных слоёв, на пятиосевых аддитивных установках в рамках технологии FDM.

Предмет исследования.

Комплекс показателей качества изделия, определяемый функциональными свойствами, и взаимосвязь между параметрами технологического процесса и механическими характеристиками изделия.

Цель и задачи работы.

Целью работы является повышение прочностных характеристик изделий, полученных методом аддитивного производства по пятиосевой технологии FDM, за счёт армирования непрерывным волокном по пространственным криволинейным траекториям.

Для достижения поставленной цели в настоящем исследовании были поставлены следующие основные задачи:

1. Предложить способы армирования изделий непрерывным волокном в процессе пятиосевой печати по технологии FDM.

2. Установить взаимосвязь между механическими характеристиками изделия и технологическими параметрами процесса пятиосевой печати с армированием непрерывным волокном.

3. Разработать конструкции печатающей головки для укладки армирующего материала и установки аддитивного производства, реализующих технологию пя-тиосевой печати с армированием непрерывным волокном.

4. Определить диапазоны варьирования рабочих параметров для получения изделий с заданными характеристиками.

5. Провести экспериментальную проверку прочности композитных изделий, полученных методом пятиосевой объёмной печати с армированием, и сопоставить с неармированными печатными изделиями и печатными изделиями, армированными по традиционной трёхосевой технологии.

Научная новизна исследования.

Решена актуальная научно-производственная задача обеспечения комплекса функциональных свойств изделий сложной формы из полимерных композиционных материалов, получаемых в условиях единичного и мелкосерийного производства в рамках аддитивной технологии FDM, для чего разработана технология, отличающаяся методом армирования непрерывным волокном, способами построения армирующих каркасов и совокупностью технологических параметров, позволяющая обеспечить рациональное армирование изделий сложной формы и повышение их механических характеристик. В рамках исследования получены следующие результаты, составляющие научную новизну.

1. Обоснован состав комплекса технологических параметров выполнения операций печати с армированием и установлены взаимосвязи между технологическими параметрами процесса и показателями прочности изделия. Определены рациональные технологические условия, обеспечивающие увеличение модуля упругости при изгибе до 4 раз, увеличение модуля межслойного сдвига, предела прочности и максимальных касательных напряжений при изгибе до 2 раз, а также повышение устойчивости армированных изделий к расслоению.

2. Обоснована классификация структур армирующих каркасов, построенная исходя из конструктивной сложности и функционального назначения изделия, а также определены взаимосвязи между структурой каркаса и технологическими условиями пятиосевой печати. В частности, установлено, что для изделий в виде валов и трубок с замкнутыми цилиндрическими слоями наибольшие значения прочности и модуля упругости при изгибе обеспечиваются сочетанием несплошных сетчатых армирующих структур и матрицы из всплошную уложенных линий полимерного материала.

3. Разработан комплекс математических моделей, отражающих количественные соотношения между структурой армирующего каркаса, видом траекторий и технологическими параметрами рабочих ходов операций пятиосевой FDM печати

и показателями качества армированного изделия. На основе математических моделей разработаны алгоритмы и программное обеспечение для автоматизированной технологической подготовки операций пятиосевой FDM печати.

Методы и средства исследования.

При разработке способов построения армирующих каркасов, в теоретических исследованиях взаимосвязей между технологическими параметрами и характеристиками армированных изделий использовались методы математического анализа и вычислительной математики, теория упругости, конечно-элементное моделирование в программном комплексе SolidWorks Simulation (линейный статический анализ).

Исследование влияния технологических параметров на свойства армированных изделий, в частности для оценки влияния на прочность, производилось экспериментально с использованием методов теории планирования эксперимента, физических испытаний на растяжение (ГОСТ Р 56785-2015), на статический изгиб (ГОСТ Р 56810-2015), на межслойный сдвиг (ГОСТ Р 57745-2017) с использованием универсальных испытательных машин ТРМ-С 10 Tochline A1 (погрешность измерения ±1%), Instron 5969 (±0,4%), Biss UT-02-0025 (±0,5%). Для обработки экспериментальных данных применялись методы математической статистики.

Практическая значимость работы.

Разработана и реализована технология аддитивного производства изделий, армированных непрерывным волокном, на пятиосевых FDM 3D принтерах, открывающая возможность производства ряда деталей машин и элементов технических систем с повышенной прочностью по сравнению с классическими аддитивными процессами и сниженной массой по сравнению с изделиями из цветных металлов и сплавов. Результаты работы могут быть использованы для гибкого мелкосерийного производства изделий из композиционных материалов, для изготовления запчастей при ремонте и для целей НИОКР при отработке новых изделий из композиционных материалов.

Достоверность полученных результатов и апробация работы.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 3 статьях в российских научно-технических журналах, включённых в перечень рецензируемых журналов ВАК России и в систему РИНЦ, а также в 6 статьях в журналах международной базы Scopus. Также получены 3 патента РФ.

Выносимые на защиту положения диссертации докладывались и обсуждались на ежегодных конференциях ВолгГТУ, г. Волгоград, а также на международных научных конференциях, в том числе:

1) IX Международной конференции System Modeling and Advancement in Research Trends SMART-2020 (г. Морадабад, Индия, 4-5 декабря 2020 г.);

2) IV Международной конференции Creativity in Intelligent Technologies & Data Science CIT&DS2-2021 (г. Волгоград, ВолгГТУ, 20-23 сентября 2021 г.);

3) VII Международной конференции «Аддитивные технологии: настоящее и будущее» (г. Москва, ВИАМ, 7-8 октября 2021 г.) - доклад отмечен главным призом в секции «Особенности разработки технологий получения металлопорошко-вых композиций и примеры создания изделий на базе аддитивного производства»;

4) XLVIII Международной молодёжной научной конференции «Гагаринские чтения» (г. Москва, МАИ, 12-15 апреля 2022 г.) - доклад отмечен дипломом 1 степени в направлении «Полимерные и углеродные композиционные материалы, технологии производства изделий из неметаллических материалов»;

5) XIV Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в машиностроении» (г. Юрга, Юргинский технологический институт Томского политехнического университета, 25-27 мая 2023 г.) в секции «Технологии получения и обработки материалов в машиностроении»;

6) L Международной молодёжной научной конференции «Гагаринские чтения» (г. Москва, МАИ, 9-12 апреля 2024 г.) в секции «Аддитивные технологии»;

7) II Международной научно-практической конференции «Перспективные машиностроительные технологии (Advanced Engineering Technologies) AET 2024» (г. Санкт-Петербург, 13-17 мая 2024 г.).

Исследования проводились при поддержке Минигранта фонда «Сколково» № МГ18/20, гранта РФФИ «Аспиранты» № 20-37-90133 и гранта РНФ и администрации Волгоградской области № 24-29-20242.

Положения, выносимые на защиту.

1. Технологический метод повышения прочности изделий, получаемых в аддитивном производстве на основе пятиосевой FDM технологии, отличающийся выборочным армированием непрерывным волокном по пространственным криволинейным траекториям с заполнением промежутков между волокнами полимерной матрицей.

2. Система взаимосвязей между структурой армирующего каркаса, комплексом технологических параметров и функциональными свойствами изделия, в совокупности обеспечивающая возможность рационального расположения армирующих волокон в изделиях с различной конфигурацией.

3. Алгоритмы процесса проектирования рабочих ходов для печати с армированием, отличающиеся созданием управляющего кода по цифровой модели изделия и параметрам технологического процесса и обеспечивающие автоматизированную подготовку управляющих программ для изготовления армированных изделий по предложенному методу.

4. Взаимосвязи между значениями технологических параметров печати с армированием и механическими характеристиками изделия и основанные на них методики подбора рациональных значений параметров, обеспечивающих увеличение модуля упругости при изгибе до 4 раз, увеличение модуля межслойного сдвига, предела прочности и максимальных касательных напряжений при изгибе до 2 раз, а также повышение устойчивости армированных изделий к расслоению.

Публикации.

Основные материалы диссертации опубликованы в 20 научных работах, в том числе 3 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 6 - в отечественных и зарубежных сборниках, индексируемых Scopus (в т.ч. 1 статья в журнале с Q2), 3 патента РФ (2 - на изобретение, 1 - на полезную модель).

Структура и объем работы.

Диссертационная работа изложена на 136 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырёх разделов, заключения, списка использованной литературы из 77 наименований и 6 приложений на 24 страницах. Общий объём 160 страниц.

1 Анализ способов производства изделий из полимерных композиционных материалов в аддитивных технологиях

1.1 Полимерные композиционные материалы и аддитивные технологии

В настоящее время термины «аддитивные технологии», «аддитивное производство» и «аддитивные технологические процессы» зачастую используются в отношении технологий и процессов объёмной печати (3D печати). Согласно определению ГОСТ Р 57558-2017, аддитивный технологический процесс - это процесс изготовления деталей, который основан на создании физического объекта по электронной геометрической модели путём добавления материала, как правило, слой за слоем, в отличие от вычитающего (субтрактивного) производства (механической обработки) и традиционного формообразующего производства (литья, штамповки). В то же самое время традиционные технологии производства композиционных материалов также можно отнести к понятию «аддитивной технологии» в широком её смысле, т. е. метода производства, основанного на объединении разрозненных компонентов, а не срезании части поверхностного слоя заготовки. Независимо от происхождения композиционного материала один из его компонентов пластичен - он называется «связующим» или «матрицей» и выполняет роль «тела» изделия, тогда как другой компонент, «наполнитель» или «арматура», отличается высокой прочностью и жёсткостью и переносит эти свойства на всю композицию; при этом композиции приобретают свойства, которых не имеют отдельные составляющие [1, с. 334].

Первые композиты можно отыскать ещё в доантичной эпохе в виде, например, саманного кирпича. В индустриальную эпоху композиционные материалы шагнули вперёд в таких технических областях, где структурно более «простое» сырьё становилось невыгодно или невозможно использовать. Так они выделяются в отдельный объект изучения - как, например, дельта-древесина в авиационной промышленности СССР в начале XX века. Примерно к тому же периоду относится

значительный прогресс в развитии полимерных материалов и искусственных волокон (углеродного, стеклянного и т. д.). Объединение этих двух компонентов - «полимерные композиционные материалы» (ПКМ) - уже непосредственно примыкает к объекту исследования настоящей работы.

В более узком смысле под «аддитивными технологиями» (АТ) понимается класс методов производства, которые «автоматически создают сложные трёхмерные объекты без инструментального их изготовления, путём преобразования данных, поступающих из CAD-системы» [3, с. 9]. АТ стали естественным развитием технологий «быстрого прототипирования», служивших для упрощённого изготовления макетов, прототипов и т. п. черновых реализаций: если можно таким образом «напечатать» макет детали, в точности воспроизводящий её хотя бы по форме и размерам, появляется соблазн получить и настоящую деталь тем же путём. Реализация такой идеи в равной мере требовала усовершенствования технологии, аппаратуры и используемого материала, тем более что в отрасли традиционного производства композитных материалов (и изделий из них) уже существовали схожие по принципу методы формообразования. Только вопросом времени было применение их в АТ и, в частности, адаптация способов упрочнения изделий путём введения армирования - упрочняющего наполнителя из тканей, волокон, гранул, порошков, присадок и т. п. Как будет показано ниже, эти приложения были с успехом сделаны.

Таким образом, в данном обзоре основное внимание будет посвящено именно аддитивным технологиям производства композиционных материалов, а не производству композитов вообще. Традиционные методы производства композитов кратко охарактеризованы в первом подразделе, также приведена общая характеристика аддитивных технологий, наиболее пригодных для организации целого аддитивного производства (АП).

Второй подраздел обзора посвящён такому подходу к повышению прочности изделий АП, как применение материалов с дискретными армирующими добавками в виде рубленых волокон, порошков и т. д. В рамках технологии АП, представляю-

щей объект настоящей работы, применение таких материалов обеспечивает малозначительный рост прочности, однако для некоторых приложений достаточно и этого.

В третьем подразделе описаны АТ, использующие в качестве армирующего материала непрерывное волокно, приведены ссылки на ключевые изобретения в этой области, отмечены характерные проблемы, недостатки, недоработки. Этот же подход к повышению прочности использован и в основном исследовании. Более подробно механические свойства печатных изделий с непрерывными волокнами рассмотрены в четвёртом подразделе.

Первый патент на полимерный композиционный материал (ПКМ) из армированной природными волокнами синтетической смолы был выдан ещё в 1909 г. [4], однако оформление ПКМ как объекта отдельной научной отрасли относится к 1940-50-м годам и в первую очередь связано с появлением армирующих наполнителей на основе стеклянных волокон [5, 6]. Во главе разработок этих материалов встали авиационные ведомства: NASA и военно-воздушные силы в США, Всесоюзный институт авиационных материалов (ВИАМ) в СССР. Первые стеклопластики нашли применение для обтекателей радаров, корпусов твердотопливных ракетных двигателей и слабонагруженных авиационных конструкций. Появление новых синтетических волокон в 1960-е (арамид [5]) и в 1970-е гг. (например, на основе бора [6]) позволило ещё больше повысить удельную прочность и модуль упругости ПКМ, а, следовательно, использовать их для производства большего числа изделий. К 2015 г. по некоторым оценкам доля ПКМ в конструкциях самолётов достигала 50% (и по-прежнему оставалась тенденция к увеличению этого показателя) [7]. Так, в том же году начал эксплуатироваться самолёт A350 XWB компании Airbus, в котором фюзеляж и крыло (с длиной около 32 и шириной около 6 м) по большей части составлены из углепластика [8].

В работе [7] отмечалось, что в настоящее время основными методами производства ПКМ из однонаправленных препрегов являются Автоматизированная выкладка ленты (ATL - Automated Tape Laying) и автоматизированная выкладка волокон (AFP - Automated Fiber Placement). Согласно определению ГОСТ 32794-

2014, «препрегом» - это готвый для переработки армирующий наполнитель в форме тканей или нитей, предварительно пропитанный материалом, образующим матрицу полимерного композита [9]. Матрица при этом может содержать другие наполнители (например, короткие волокна, микросферы, порошки и т.д.). Композитный материал (или сразу изделие) набирается целиком из фрагментов такого препрега или из таких фрагментов, перемежаемых слоями связующего материала, а иногда может после обрабатываться при повышенных температуре и/или давлении - именно такие структуры и обеспечивают колоссальные механические характеристики при сравнительно малом весе.

Автоматизация процесса выкладки препрегов сделала ATL/AFP технологиями, крайне эффективными при серийном производстве. Аналогичные АТ значительно уступают этим методам изготовления композитов по производительности, особенно если речь идёт о крупных изделиях. Вместе с тем оборудование для автоматизированной выкладки - крупные и дорогостоящие машины, требующие крупных помещений, сложные и при производстве, и при эксплуатации. Их эффективность резко падает с уменьшением серийности выпуска, или уменьшением размеров объекта, или усложнением его формы. Так, ширина препрега обычно составляет 300, 150 и 75 мм для метода ATL, 3,2 мм, 6,4 мм и 12,7 мм для метода AFP [7] - с помощью лент такой толщины сложно воспроизводить поверхности с мелким и сложно организованным профилем. По этой причине во многих случаях изделия из композиционных материалов изготавливаются с помощью резания из простых заготовок, произведённых массовым способом (листы, трубки и т.д.). В то же время механическая обработка композиционных материалов имеет ряд неблагоприятных отличий от обработки металлов: инструмент изнашивается более интенсивно, свойства материала могут значительно ухудшится из-за перерезания волокон.

Технологии объёмной печати в настоящее время открывают возможность производить небольшие партии сложных изделий из ПКМ быстрее и с гораздо меньшими издержками на более простом и дешёвом оборудовании.

Так, в работе [5, с. 2] из массы разновидностей АТ выделяется несколько основных, получивших широкое применение в т. ч. и для производства армированных объектов: стереолитография (Stereolithography, SLA), селективное лазерное спекание (Selective laser sintering, SLS) и моделирование методом наплавления (Fused deposition modeling, FDM). Решения по производству композиционных материалов с их помощью будут описаны в следующих подразделах, здесь приведена общая характеристика данных аддитивных технологических процессов, более подробно изложенная в работе [3].

Стереолитография, SLA - первая из АТ. Технология впервые была предложена в 1984 г. Чарльзом Халлом, основанная им компания 3D Systems производит стереолитографические установки с 1987-88 гг. С этой же технологией связано название формата трёхмерных компьютерных моделей .stl, широко используемого во всех АТ. Суть метода - отверждение жидкого фоточувствительного полимера под действием направленного лазерного луча, который перемещается по поверхности жидкости по контуру каждого сечения модели (рисунок 1.1). Затем платформа опускается вниз на толщину одного слоя, разравниватель (свипер) распределяет жидкость по поверхности уже отверждённого слоя и снова наводится луч.

Лазерный луч

Линзы X-Y сканирующее зеркало

Лазер

Свипер_

Жидкий фотополимер

à

Изделие

Поддержка

Платформа постарения

Рисунок 1.1 - Принцип SLA-технологии

Главное преимущество технологии - очень высокая точность печати при достаточно высокой скорости. Есть возможность наносить слои толщиной до 0,00125

мм - в несколько раз тоньше человеческого волоса. Точность изготовления в значительной мере определяется объёмной усадкой материала, которая составляет 0,6 ± 0,1% для акрилатных композиций и 0,06 ± 0,06% для эпоксидных [3, с. 17-18]. Однако для стабилизации свойств материала для работы в таких условиях, как солнечный свет, влага или агрессивная среда, приходится подвергать их дополнительной засветке, что увеличивает усадку. Стоимость стереолитографических установок за 2018-24 гг. значительно снизилась благодаря появлению машин с экраном и лампой вместо лазера в качестве источника синтезирующей энергии, однако фотополимерные смолы для них остаются очень дорогим расходным материалом.

Низкая средняя стоимость оборудования и материалов всегда была большим преимуществом технологии послойного наплавления полимерного материала (Fused Deposition Modelling, FDM), разработанной С. Скоттом Крампом в 1988-89 гг.; на рынке она представлена с 1990 г. его компанией Stratasys. FDM - термин, заявленный в патентах Stratasys, для обхода юридических ограничений энтузиасты ввели в оборот синонимичный термин «Fused Filament Fabrication» (FFF). Под «фи-ламентом» понимается термопластичный материал в виде прутка, который подаётся в экструдер, плавится и слой за слоем осаждается на платформе (рисунок 1.2).

Экструдер

Рисунок 1.2 - Принцип FDM/FFF-технологии

Достоинства и недостатки FDM технологии противоположны стереолитогра-фии. В одном технологическом процессе благодаря непосредственному подводу

материала к рабочему органу может использоваться не один, а несколько термопластиков для производства композиционного изделия из нескольких материалов или детали с растворимыми поддержками. Благодаря простоте и низкой стоимости оборудования и расходных материалов она позволяет получать очень дешёвые образцы, причём гораздо быстрее, чем на стереолитографической машине. Точность таких образцов в десятки раз ниже и колеблется от сотых до десятых долей миллиметра [3, с. 27-28]; впрочем, этого вполне достаточно для обеспечения точности изготовления от 10 до 14 квалитета (в зависимости от оборудования, материала и квалификации оператора, в частности, владения методиками компенсации усадки материала). Совокупность обозначенных причин привела к тому, что по истечению срока действия основных патентов Stratasys появилось множество таких машин в самом простом и дешёвом исполнении.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Торубаров Иван Сергеевич, 2024 год

- 20 с.

71.Zhang, K. Multi-axis additive manufacturing process for continuous fibre reinforced composite parts. / K. Zhang, W. Zhang, X. Ding // Procedia CIRP. - 2019.

- № 85. - С. 114-120. - DOI: 10.1016/j.procir.2019.09.022.

72.ГОСТ Р 57921-2017 Композиты полимерные. Методы испытаний. Общие требования. - Введ. 2018-02-01. - Москва, Стандартинформ, 2017. - 42 с.

73.Бобович, Б.Б. Полимерные конструкционные материалы (структура, свойства, применение): учебное пособие / Б.Б. Бобович. - Москва: Инфра-М, 2014. - 399 с.

74.Торубаров, И. С. Исследование адгезии между матрицей и армированием из непрерывного углеволокна в аддитивной технологии послойного наплавле-ния материала / И. С. Торубаров, А. В. Дроботов, А. Л. Плотников // Перспективные машиностроительные технологии : сборник статей Международной научно-практической конференции АЕТ-2024, Санкт-Петербург, 13-20 мая 2024 года. - Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2024. - С. 381-385.

75.Багмутов, В. П. Сопротивление материалов. Конспект лекций, тетрадь первая: учеб. пособие / В. П. Багмутов, И. Н. Захаров. - 2-е изд., перераб. ; ВолгГТУ. - Волгоград, 2015. - 91 с.

76. Основы расчетов на прочность и жесткость типовых элементов конструкций: учеб- метод. пособие / А. Н. Савкин, В. И. Водопьянов, О. В. Кондратьев, А. А. Седов; ВолгГТУ. - Волгоград, 2019. - 252 с.

77. Михеев, П. В. Экспериментальное определение модуля межслоевого сдвига слоистого углепластика / П. В. Михеев, А. Н. Муранов, С. А. Гусев // Конструкции из композиционных материалов. - 2015. - № 4 (140). - С. 46-50.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Патентные документы

СТЕРЕОТЕК" (Ни)

Срок действия исключительного права

по интеллектуальной собственности

шшшшшш

шшшшшш

НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

№ 2706244

УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА

МАШИНЫ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ

УПРАВЛЕНИЕМ

Патентообладатель: Общество с огриничешюи ответственностью

Авторы: Авдеев Артем Романович (ЯП), Гущин Илья

Александрович (Я1/),Дроботов Алексей Владимирович (Ки),

Швец Андрей Александрович (IIV), Тору баров Иван Сергеевич

Заявка № 2019109179

Приоритет изобретения 29 марта 2019 г.

Дата государственной регистрации в

Государственном реестре изобретений

Российской Федерации 15 ноября 2019 г.

на изобретение истекает 29 марта 2039 г.

Руководитель Федеральной службы

1.11. Ивлиев

шшттттттттттттштшшшшштшшшшшшшшш

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Фрагмент руководства по эксплуатации 5D принтеров Stereotech 530 Hybrid, Fiber

Stereotech

5D additive manufacturing

5D ПРИНТЕР STEREOTECH

Модель 530 Hybrid / Fiber V5.2

(ревизия 5.2.4)

РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

ST.XXXX3V524.00.00.00P3

A StPrPOtPrh ST.XXXX3V524.00.00.00P3

^S^/ OltMeuieuii 5D принтеры stereotech 530 (ревизия 5.2.4)

СОДЕРЖАНИЕ

Введение...................................................................................................................................................4

1. Требования безопасности и предупреждения..............................................................................5

2. Описание и общие сведения.............................................................................................................7

2.1. Назначение и область применения..........................................................................................7

2.2. Состав изделия............................................................................................................................7

2.3. Средства измерения, инструмент и принадлежности..........................................................7

2.4. Принцип работы 5D принтера и его составные части..........................................................8

2.4.1. Модуль печати 5D.................................................................................................................9

2.4.2. Печатающая головка...........................................................................................................9

2.4.3. Принтблок............................................................................................................................10

2.4.4. Программное обеспечение (ПО)......................................................................................13

2.5. Маркировка и пломбирование................................................................................................14

2.6. Упаковка......................................................................................................................................14

3. Использование по назначению.....................................................................................................16

3.1. Требования к рабочему месту.................................................................................................16

3.2. Порядок установки и опробования 5D принтера................................................................17

3.3. Режимы работы 5D принтера..................................................................................................19

3.4. Подготовка 5D принтера к работе..........................................................................................20

3.4.1. Алгоритм подготовки принтера к запуску печати........................................................20

3.4.2. Настройка удалённого управления принтером через web-интерфейс....................20

3.4.3. Загрузка пластика..............................................................................................................21

3.4.4. Диагностика и устранение проблем с подачей пластика...........................................23

3.4.5. Регулировка прижима нити..............................................................................................26

3.4.6. Загрузка и выгрузка непрерывного волокна (для принтеров Fiber)........................28

3.4.7. Замена модуля печати 3D / 5D.........................................................................................31

3.4.8. Выравнивание и калибровка 3D платформы................................................................35

3.4.9. Калибровка 5D модуля......................................................................................................38

3.4.10. Настройки точки старта печати в режиме 5D.............................................................42

3.4.11. Настройка высоты вспомогательного экструдера (для принтеров Hybrid).........43

3.4.12. Настройка высоты экструдера для непрерывного волокна (для принтеров Fiber) ..........................................................................................................................................................44

3.4.13. Подготовка поверхности нагревательной платформы для 3D печати..................48

3.4.14. Подготовка оснастки для 5D печати............................................................................49

3.5. Подготовка задания печати в различных режимах...........................................................52

3.5.1. Алгоритм подготовки задания печати...........................................................................52

Л StPrPOtPrh ST.XXXX3V524.00.00.00P3

^S^/ oieieuieuii 5D принтеры stereotech 530 (ревизия 5.2.4)

3.5.2. Типы файлов........................................................................................................................53

3.5.3. Получение моделей для печати.......................................................................................53

3.5.4. Подготовка моделей к печати.........................................................................................54

3.5.5. Материалы для печати......................................................................................................54

3.5.6. Настройка профиля двухэкструдерной печати PLA+PLA (для принтеров Hybrid) 55

3.5.7. Настройка режима печати ABS с поддержками SBS (для принтеров Hybrid).........58

3.5.8. Материалы для печати с армированием (для принтеров Fiber)...............................61

3.5.9. Подготовка моделей для печати с армированием (для принтеров Fiber)..............64

3.6. Запуск принтера и управление процессом печати.............................................................72

3.6.1. Алгоритм запуска принтера.............................................................................................72

3.6.2. Описание функций интерфейса STE Арр........................................................................73

3.6.3. Приостановка процесса печати и действия на паузе..................................................78

4. Техническое обслуживание и ремонт..........................................................................................81

4.1. Общие указания по техническому обслуживанию..............................................................81

4.2. Самодиагностика 5D принтера с помощью ПО STE Арр....................................................81

4.3. Порядок технического обслуживания 5D принтера...........................................................81

4.3.1. Очистка сопла.....................................................................................................................83

4.3.2. Очистка стекла....................................................................................................................83

4.3.3. Очистка вентиляторов модуля электрики.....................................................................83

4.3.4. Очистка вентиляторов камеры, печатающей головки................................................84

4.3.5. Снятие и очистка экструдера для непрерывного волокна (для принтеров Fiber) 85

4.3.6. Диагностика и очистка канала подачи непрерывного волокна (для принтеров Fiber)................................................................................................................................................88

4.3.7. Диагностика и очистка сопла для непрерывного волокна (для принтеров Fiber)93

4.3.8. Замена принтблока............................................................................................................95

4.3.9. Снятие и замена силиконового чехла принтблока......................................................99

4.3.10. Замена сопла, сборка принтблоков..............................................................................99

4.3.11. Калибровка положения XY экструдеров....................................................................102

4.3.12. Настройка PID-регуляторов нагревателей................................................................104

4.3.13. Проверка и регулировка натяжения ремней............................................................105

4.3.14. Смазка рельсовых направляющих и кареток модуля XY.......................................111

4.3.15. Смазка цилиндрических направляющих и ШВП модуля Z....................................115

4.3.16 Замена жгута нагревателя непрерывного волокна..................................................118

4.3.17. Замена лезвия для волокна.........................................................................................120

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Листинг конфигурации модулей управления механизмами подачи и отреза непрерывного углеволокна.

alpha_steps_per_mm 640 # Steps per mm for alpha ( X ) stepper

beta_steps_per_mm 640 # Steps per mm for beta ( Y ) stepper

gamma_steps_per_mm 800 # Steps per mm for gamma ( Z ) stepper delta_steps_per_mm 4 0 epsilon_steps_per_mm 200 zeta_steps_per_mm 8 0

# Planner module configuration : Look-ahead and acceleration configuration

# See http://smoothieware.org/motion-control acceleration 1000 # Acceleration in mm/second/second.

z_acceleration 200 # Acceleration for Z

only moves in mm/sA2, 0 uses acceleration which is the default. DO NOT SET ON A DELTA

junction_deviation 0.001 # See http://smoothieware. org/motion-control#junction-deviation z_junction_deviation 0.001 # For Z only moves, -1

uses junction_deviation, zero disables junction_deviation on z moves

DO NOT SET ON A

DELTA

# Cartesian axis speed limits x_axis_max_speed 12000 # Maximum speed in mm/min

y_axis_max_speed 12000 # Maximum speed in mm/min

z_axis_max_speed 1500 # Maximum speed in mm/min

# Stepper module configuration

# Pins are defined as ports, and pin numbers, appending "!" to the number will invert

a pin

# See http://smoothieware.org/pin-configuration and http://smooth-ieware.org/pinout

alpha_step_pin 2.0 # Pin for alpha stepper step signal

alpha_dir_pin 0.5 # Pin for alpha stepper direction, add '!' to reverse direction alpha_en_pin 0.4 # Pin for alpha enable pin

alpha_max_rate 9000.0 # Maximum rate in mm/min beta_step_pin 2.1 # Pin for beta stepper step signal

beta_dir_pin 0.11 # Pin for beta stepper direction, add '!' to reverse direction

beta_en_pin 0.10 # Pin for beta enable beta_max_rate 9000.0 # Maxmimum rate in mm/min gamma_step_pin 2.2 # Pin for gamma stepper step signal

gamma_dir_pin 0.20! # Pin for gamma stepper direction, add '!' to reverse direction gamma_en_pin 0.19 # Pin for gamma enable gamma_max_rate 1500.0 # Maximum rate in mm/min

delta_step_pin 1.15 # Pin for delta stepper step signal

delta_dir_pin 1.14 # Pin for delta stepper direction, add '!' to reverse direction delta_en_pin 1.16 # Pin for delta enable delta_max_rate 7200.0 # Maxmimum rate in mm/min epsilon_step_pin 2.8 #2.11 # Pin for epsilon stepper step signal

epsilon_dir_pin 2.13#1.30! # Pin for epsilon stepper direction, add '!' to reverse direction epsilon_en_pin 4.29#2.12 # Pin for epsilon enable

epsilon_max_rate 120.0 # Maxmimum rate in mm/min zeta_step_pin 1.18 # Pin for zeta stepper step signal

zeta_dir_pin 1.17! # Pin for zeta stepper direction, add '!' to reverse direction zeta_en_pin 1.19 # Pin for zeta enable zeta max rate 7200.0 # Maxmimum rate in mm/min

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Листинг интерфейсной программы ручного управления механизмами подачи и отреза непрерывного

углеволокна.

<template> <v-card>

<v-card-title class="title">{{ $t("Extruder") }}</v-card-title>

<v-container fluid>

<v-row dense class="text-center">

<v-col cols="6" :sm="fiber && selectedExtruder ? 2 : 3" order-sm="1">

<v-btn x-large outlined icon :color="controlColor" :disabled="print-ing" @click="retract">

<v-icon>mdi-chevron-double-up</v-icon>

</v-btn>

</v-col>

<v-col cols="6" :sm="fiber && selectedExtruder ? 2 : 3" order-sm="3">

<v-btn x-large outlined icon :color="controlColor" :disabled="print-ing" @click="extrude">

<v-icon>mdi-chevron-double-down</v-icon>

</v-btn>

</v-col>

<v-col class="pt-6" cols="12" sm="9" order-sm="1">

<v-slider v-model="flow" :label="$tc('Flow')" thumb-label min="75" max="12 5"

@change="setFlow" :color="controlColor" :track-color="

Glaze ? 'brown lighten-4' : fiber && selectedExtruder ? 'grey' : ''" />

</v-col>

<v-col class="order-sm-2" cols="12" sm="9" offset-sm="3" v-if="!glaze">

<v-select v-model="selectedExtruder" filled :items="extruders" :label="$tc('Select extruder')" item-text="key" item-value="value"

:disabled="printing" />

</v-col>

<v-col cols="12" sm="6" order-sm="3">

<v-btn-toggle v-model="selectedAmount" mandatory rounded> <v-btn text :color="controlColor" :disabled="printing" @click="amount = 0.1"

>0.1</v-btn >

<v-btn text :color="controlColor" :disabled="printing" @click="amount = 1"

>1</v-btn >

<v-btn text :color="controlColor" :disabled="printing" @click="amount = 10"

>10</v-btn >

<v-btn text :color="controlColor" :disabled="printing" @click="amount = 100"

>100</v-btn >

</v-btn-toggle> </v-col>

<v-col cols="6" :sm="fiber && selectedExtruder ? 2 : 3" order-sm="3">

<v-btn x-large outlined icon :color="controlColor" :disabled="print-ing"

@click="servicePos"

>

<v-icon>mdi-progress-wrench</v-icon>

</v-btn>

</v-col>

<v-col

v-if="fiber && selectedExtruder" cols="6" :sm="fiber && selectedExtruder ? 2 : 3"

order-sm="3"

>

<v-btn x-large outlined icon :color="controlColor" :disabled="print-

ing" @click="cutFiber"

>

<v-icon>mdi-content-cut</v-icon>

</v-btn>

</v-col>

</v-row>

</v-container>

</v-card>

</template>

<script lang="ts">

import { Vue, Component, Prop } from 'nuxt-property-decorator' import { Action, Getter, namespace } from 'vuex-class' import { PrinterInfo } from '../../../types/printer' const printers = namespace('printersState') @Component

export default class ExtruderCard extends Vue {

private selectedAmount: number = 2

private amount: number = 10

get extruders (): any[] {

if (this.fiber) {

return [

{ key: 'Extruder 1', value: 0 },

{ key: 'Fiber Extruder', value: 1} ]

}

return [

{ key: 'Extruder 1', value: 0},

{ key: 'Extruder 2', value: 1 } ]

}

private selectedExtruder: number = 0 private flow: number = 100 @printers.Action extrudeCommand: any @printers.Action retractCommand: any

flowCommand: any customCommand: any ) {

{ id: this.id, toolld: this.selectedExtruder, })

@printers.Action @printers.Action private extrude () this.extrudeCommand

amount: this.amount }

private retract () {

this.retractCommand({ id: this.id, toolId: this.selectedExtruder,

amount: this.amount }) }

private setFlow (value: number) {

this.flowCommand({ id: this.id, flow: value }) }

private async servicePos () {

await this.customCommand({ id: this.id, command: this.customCommand({ id: this.id, command:

await this.customCommand({ }

async cutFiber () {

await this.customCommand({ id: this.id, command: await this.customCommand({ id: this.id, command:

await this.customCommand({ id: this.id, command: }

get controlColor (): string {

return this.glaze ? 'brown' : this.fiber && this this.$vuetify.theme.dark ? 'blue-grey lighten-3'

ry' }

'G28' }) 'G0 X100

Y3 0' }

'G92 B0' 'G0 B1' 'G92 B0'

selectedExtruder ? : 'black' : 'prima-

{

@Prop @Prop @Prop

@Prop }

</script>

default: default: default: default:

false, type: Boolean }) false, type: Boolean }) false, type: Boolean }) '', type: String }) id?

printing?: boolean glaze?: boolean fiber?: boolean string

ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Листинг программных модулей 8ТЕ 8Иеег для подготовки управляющих программ печати с пятиосевым

армированием

Модуль «Reinforcement»

bool LayerPlan::writePathWithFiberCut(GCodeExport &gcode, const size_t extruder_plan_idx, const size_t path_idx,

const coord_t layer_thickness) {

ExtruderPlan &extruder_plan = extruder_plans[extruder_plan_idx]; const ExtruderTrain &extruder = Application::getInstance() .current_slice->scene.extruders[extruder_ plan.extruder_nr];

const bool fiber_extruder = extruder.settings.get<bool>("machine_fi-ber_extruder");

if (!fiber_extruder) {

return false; }

const coord_t fiber_cut_distance = MM2INT(extruder.settings.get<dou-

ble>("machine_

fiber_cut_distance"));

if (fiber_cut_distance <= 0) {

return false; }

const std::vector<GCodePath> &paths = extruder_plan.paths; const GCodePath &path = paths[path_idx];

if (path_idx + 1 >= paths.size() || (path.isTravelPath() || !paths[path_idx +

1].config->isTravelPath()) || path.points6.size() < 2) {

return false; }

coord_t fiber_min_dist_considered = 100; double extrude_speed = path.config->getSpeed() * ex-truder_plan.getExtrudeSpeedFactor(); // travel speed

const coord_t fiber_cut_min_distance = MM2INT(

extruder.settings.get<double>("machine_fiber_cut_min_distance")); std::vector<coord_t>

accumulated_dist_per_point; // the first accumulated dist is that of the

// last point! (that of the last point is // always zero...)

accumulated_dist_per_point.push_back(0); coord t accumulated dist = 0;

bool length_is_less_than_min_dist = true; unsigned int acc_dist_idx_gt_fiber_cut_dist = NO_INDEX; const Point6 *last = &path.points6[path.points6.size() - 1]; for (unsigned int backward_point_idx = 1;

backward_point_idx < path.points6.size(); backward_point_idx++) {

const Point6 &point = path.points6[path.points6.size() - 1 - back-ward_

point_idx];

const coord_t distance = vSize(point - *last); accumulated_dist += distance;

accumulated_dist_per_point.push_back(accumulated_dist); if (acc_dist_idx_gt_fiber_cut_dist == NO_INDEX && accumulated_dist >= fiber_

cut_distance) {

acc_dist_idx_gt_fiber_cut_dist = backward_point_idx; }

if (accumulated_dist >= fiber_cut_min_distance) {

length_is_less_than_min_dist = false;

break; }

last = &point; }

if (length_is_less_than_min_dist) {

return false; }

assert(acc_dist_idx_gt_fiber_cut_dist < accumu-lated_dist_per_point.size());

const size_t point_idx_before_start = path.points6.size() - 1 -

acc_dist_idx_gt_fiber_cut_dist;

Point6 start;

{ // fiber cut point

const coord_t residual_dist = fiber_cut_distance - accumulated_ dist_per_point[acc_dist_idx_gt_fiber_cut_dist - 1]; const Point6 &a = path.points6[point_idx_before_start]; const Point6 &b = path.points6[point_idx_before_start + 1];

start = b + normal(a - b, residual_dist); }

{ // fiber extrusion

Communication ^communication = Application::getInstance().communica-tion;

for (size_t point_idx = 0; point_idx <= point_idx_before_start;

point_idx++) {

communication->sendLine6To(

path.config->type, path.points6[point_idx], path.getLineWidthForLayerView(),

path.config->getLayerThickness(), extrude_speed); gcode.writeExtrusion(path.points6[point_idx], extrude_speed, path.getExtrusionMM3perMM(),

path.config->type); }

communication->sendLine6To(

path.config->type, start, path.getLineWidthForLayerView(), path.config->getLayerThickness(), extrude_speed); gcode.writeExtrusion(start, extrude_speed, path.getExtru-sionMM3perMM(),

path.config->type); }

// cut fiber here gcode.writeFiberCut(); { // pull out rest fiber

for (size_t point_idx = point_idx_before_start + 1;

point_idx < path.points6.size(); point_idx++) {

gcode.writeDryExtrusion( path.points6[point_idx],

path.config->getSpeed() * extruder_plan.getExtrudeSpeedFactor()); }

}

// prime fiber then gcode.writeFiberPrime();

return true; }

void GCodeExport::writeFiberCut() {

const Settings &extruder_settings = Application::getInstance()

.current_slice->scene.extruders[current_

extruder]

.settings;

if (extruder_settings.get<bool>("machine_fiber_extruder")) {

const std::string code = extruder_settings.get<std::string>("ma-

chine_fiber_

cut_code");

const char *fiber_cut_code = code.c_str();

if (*fiber_cut_code) {

writeCode(fiber_cut_code); }

current_e_value = 0; }

}

void GCodeExport::writeFiberPrime() {

const Settings &extruder_settings = Application::getInstance()

.current_slice->scene.extruders[current_

extruder]

.settings;

if (extruder_settings.get<bool>("machine_fiber_extruder")) {

const std::string code = extruder_settings.get<std::string>("ma-chine_fiber_

prime_code");

const char *fiber_prime_code = code.c_str();

if (*fiber_prime_code) {

writeCode(fiber_prime_code); }

current_e_value = 0; }

}

void GCodeExport::writeDryExtrusion(const coord_t &x, const coord_t &y,

const coord_t &z, const coord_t &i, const coord_t &j, const coord_t &k,

const Velocity &speed) {

if (currentPosition6.x == x && currentPosition6.y == y && currentPo-sition6.z == z

&& currentPosition6.i == i && currentPosition6.j == j && currentPo-

sition6.k == k) {

return; }

#ifdef ASSERT_INSANE_OUTPUT

assert(speed < 400 && speed > 1); // normal F values occurring in

UM2 gcode (this

code

// should not be compiled for release)

// assert(currentPosition != no_point3);

// assert(Point3(x, y, z) != no_point3);

// assert((Point3(x, y, z) - currentPosition).vSize()

// < MM2INT(1000)); // no crazy positions (this code should not be

// compiled for release)

#endif // ASSERT_INSANE_OUTPUT

const PrintFeatureType travel_move_type = PrintFeatureType::Support-Interface;

const int display_width = extruder_attr[current_extruder].retrac-tion_e_amount_current ? MM2INT(0.2)" : MM2INT(0.1);

const double layer_height = Application::getInstance()

.current_slice->scene.current_cli_group->settings.

get<double>(

"layer_height");

Application::getInstance().communication->sendLine6To( travel_move_type, Point6(x, y, z, i, j, k), display_width, layer_height, speed);

*output_stream << "G0";

writeFXYZIJKE(speed, x, y, z, i, j, k, current_e_value,

travel_move_type); }

void GCodeExport::writeExtrusion(const int x, const int y, const int z,

const Velocity &speed,

const double extrusion_mm3_per_mm,

const PrintFeatureType &feature,

const bool update_extrusion_offset) {

if (currentPosition.x == x && currentPosition.y == y && currentPosi-

tion.z == z) {

return; }

#ifdef ASSERT_INSANE_OUTPUT

assert(speed < 400 && speed > 1); // normal F values occurring in

UM2 gcode (this

code

// should not be compiled for release) assert(currentPosition != no_point3); assert(Point3(x, y, z) != no_point3);

assert((Point3(x, y, z) - currentPosition).vSize() < MM2INT(1000)); // no crazy

positions (this code should not be // compiled for release)

assert(extrusion_mm3_per_mm >= 0.0); #endif // ASSERT_INSANE_OUTPUT

if (std::isinf(extrusion_mm3_per_mm)) {

logError("Extrusion rate is infinite!"); assert(false && "Infinite extrusion move!");

std::exit(1); }

if (std::isnan(extrusion_mm3_per_mm)) {

logError("Extrusion rate is not a number!"); assert(false && "NaN extrusion move!");

std::exit(1); }

if (extrusion_mm3_per_mm < 0.0) {

logWarning("Warning! Negative extrusion move!\n"); }

double extrusion_per_mm = mm3ToE(extrusion_mm3_per_mm);

if (is_z_hopped > 0) {

writeZhopEnd(currentPosition6, speed); }

Point3 diff = Point3(x, y, z) - currentPosition; writeUnretractionAndPrime(); // flow rate compensation double extrusion_offset = 0;

if (diff.vSizeMM()) {

extrusion_offset = speed * extrusion_mm3_per_mm * extrusion_off-set_factor;

if (extrusion_offset > max_extrusion_offset) {

extrusion_offset = max_extrusion_offset; }

}

// write new value of extrusion_offset, which will be remembered, if (update_extrusion_offset && (extrusion_offset != current_e_off-

set)) {

current_e_offset = extrusion_offset;