FDM (Fused Deposition Modeling)

FDM, joka tunnetaan myös nimellä FFF (Fused Filament Fabrication), on yleisin ja helpoimmin saavutettava 3D-tulostusteknologia. Se toimii lämmittämällä termoplastista filamenttia ja puristamalla sen kerros kerrokselta kolmiulotteisen objektin rakentamiseksi.

Kuinka se toimii

Filamentin syöttö: Muovifilamentti syötetään lämmitettyyn suuttimeen
Sulataminen: Suutin lämmittää filamentin sen sulamispisteeseen
Puristaminen: Sulanut muovi työnnetään suuttimen läpi rakennusalustalle
Kerroksen rakentaminen: Tulostuspää liikkuu X- ja Y-akseleilla jokaisen kerroksen luomiseksi
Z-akselin liike: Alusta laskee (tai pää nousee) seuraavaa kerrosta varten

Keskeiset komponentit

Suutinjärjestelmä

Kuuma pää: Lämmittää ja sulattaa filamentin
Suutin: Hallitsee puristetun materiaalin virtausta ja leveyttä
Syöttöhammaspyörä: Syöttää filamenttia kuumaan päähän

Liikesjärjestelmä

Askelmoottori: Tarjoaa tarkkaa liikettä X-, Y- ja Z-akseleilla
Lineaariset ohjaimet: Ohjaavat liikettä tasaisesti ja tarkasti
Hihnat/Kuularuuvit: Siirtävät voiman moottoreilta liikkuviin osiin

Rakennusalusta

Lämmitetty alusta: Parantaa tarttuvuutta ja vähentää vääntymistä
Automaattinen tasaus: Varmistaa tasaisen ensimmäisen kerroksen
Pinnoitteet: Lasialusta, PEI-arkki tai BuildTak tarttuvuuden parantamiseksi

FDM:n edut

Helppokäyttöisyys

Aloittelijaystävällinen: Helppo oppia ja käyttää
Laaja materiaalivalikoima: Satoja erilaisia filamentteja
Kustannustehokas: Edulliset tulosti ja materiaalit
Pieni ylläpito: Vähän kulutussosia

Monipuolisuus

Kokoskaleana: Pienistä yksityiskohdista suuriin osiin
Materiaaliominaisuudet: Joustavista vahvoihin materiaaleihin
Värivalikoima: Tuhansia värejä ja erikoismateriaaleja
Jälkikäsittely: Helppo hioa, maalata tai leikata

Rajoitukset

Kerrosrakenteellinen heikkous

Anisotrooppinen lujuus: Heikompi Z-suunnassa (kerrospitoisuus)
Näkyvät kerrokset: Kerrosviivat näkyvät lopputuloksessa
Rajallinen yksityiskohtaisuus: Riippuu suuttimen koosta ja kerroksen korkeudesta

Tukimateriaali

Ulokkeet: Tarvitsee tukea yli 45° kulmille
Siltaaminen: Rajallinen kyky ylittää tyhjää tilaa
Jälkikäsittely: Tukien poisto voi jättää jälkiä

Materiaalit FDM:lle

Aloittelijamaterialit

PLA: Helppo tulostaa, hyvä yksityiskohtaisuus
PETG: Vahvempi kuin PLA, kemiallisesti kestävä

Edistyneet materiaalit

ABS: Korkea lämpötila- ja iskunkestävyys
TPU: Joustava ja elastinen
Niloonifilamentit: Suuri lujuus ja käyttöikä
Komposiitimateriaalit: Hiili-, lasi- tai metallitäytteinen

Erikoismaterialit

Vesiliukoinen tuki: PVA tai HIPS tukimateriaaleille
Konduktivinen: Sähköä johtavat materiaalit
Biokompatibel: Lääketieteellisiin sovelluksiin

Tulostusparametrit

Lämpötila-asetukset

Suuttimen lämpötila: Riippuu materiaalista (180-300°C)
Alustan lämpötila: Parantaa tarttuvuutta (20-120°C)
Kammerin lämpötila: Auttaa vaikeissa materiaaleissa

Nopeusasetukset

Tulostusnopeus: 30-100 mm/s yleinen alue
Matkanopeus: Nopea liike ei-tulostettaessa
Ensimmäinen kerros: Hitaampi optimaalisen tarttuvuuden saamiseksi

Laadun asetukset

Kerroksen korkeus: 0,1-0,4mm (pienempi = yksityiskohtaisempi)
Kuoritehtävän leveys: Suuttimen koon kertoja
Täyttötiheys: 10-100% riippuen käyttötarkoituksesta

Ongelmat ja ratkaisut

Vääntyminen

Syy: Epätasainen jäähdytys aiheuttaa kutistumista
Ratkaisu: Käytä lämmitettyä alustaa ja suljettua kammio

Huono tarttuvuus

Syy: Likainen alusta tai virheelliset asetukset
Ratkaisu: Puhdista alusta ja säädä ensimmäisen kerroksen korkeutta

Stringaantuminen

Syy: Filamentti valuu matkojen aikana
Ratkaisu: Säädä vetäytymisasetuksia ja lämpötilaa

Sovellukset

Prototyypit

Konseptimasallit: Nopea muotoilun iteraatio
Toiminnalliset prototyypit: Testattavat komponentit
Passivaukset: Komponentin sovittamistestit

Tuotanto-osat

Työkalut ja jigit: Valmistusapuvälineet
Loppukäyttöosat: Kuluttajatuotteet
Varaostet: Korvike-käyttöosat

Koulutus ja harrastukset

Opetusmallit: Visualisointi ja oppiminen
Harrasteluprojektit: Luova ilmaisu
Korjaukset: Kodin korjaus ja muokkaus