FDM – Imprimare prin Extrudare
FDM – Fused Deposition Modeling – Modelare prin Extrudare
Tehnologia de prototipare rapida FDM (Fused Deposition Modeling), in traducere Modelare prin Extrudare Termoplastica (depunere de material topit) este cea mai utilizata tehnologie de fabricare aditivata datorita simplitatii si a accesibilitatii acesteia. Este utilizata in modelare, prototipare dar si in aplicatii de productie. Alte denumiri utilizate sunt: MEM (Melting Extrusion Modeling), extrudare termoplastica TPE (Thermoplastic Extrusion), FFF (Fused Filament Fabrication).
Cu ajutorul unei aplicatii software dedicate, modelul 3D dorit este feliat initial in sectiuni transversale numite straturi (layere). Tehnologia de printare consta in trecerea unui filament din material plastic printr-un extrudor ce il incalzeste pana la punctul de topire, aplicandu-l apoi uniform (prin extrudare) strat peste strat, cu mare acuratete pentru a printa fizic modelul 3D conform fisierului CAD.
Capul (extrudorul) este incalzit pentru a topi filamentul plastic, deplasandu-se atat pe orizontala cat si pe verticala sub coordonarea unui mecanism de comanda numerica, controlat direct de aplicatia CAM a imprimantei. In deplasare, capul depune un sir subțire de plastic extrudat care la racire se intareste imediat, lipindu-se de stratul precedent pentru a forma modelul 3D dorit.
Pentru a preveni deformarea pieselor cauzata de racirea brusca a plasticului, unele modele profesionale de printere 3D includ o camera inchisa de constructie, incalzita la temperatura ridicata. Pentru geometrii complexe sau modele in consola, tehnologia FDM necesita printarea cu material suport care va trebui ulterior indepartat manual.
In ultimii ani, expirarea patentelor din domeniul tehnologiei FDM a dus la aparitia a zeci de (mici) producatori de imprimante 3D mici de tip hobby, destul de ieftine. Online pot fi gasite kituri de asamblare ieftine (de la 500-600 EUR incluzand sau nu transport si TVA) iar imprimantele 3D complet asamblate si functionale pornesc de la ~1000EUR (transport inclus)
Cu toate acestea, un printer 3D profesional cu aplicabilitate in industrie poate depasi 30.000 EUR.
Acuratetea partilor printate: medie
Finisarea suprafetelor printare: medie spre slaba
Viteza de printare: scazuta Materiale utilizate: ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PLA (polylactic acid), PVA (solubil), PC (policarbonat), polietilena HDPE, polipropilena, elastomer, polyphenylsulfone (PPSU) si ultem Polyphenylsulfone (PPSF), poliamida, ceara de turnare.
Avantaje tehnologie FDM / MEM:
Tehnologie office-friendly, silentioasa si sigura; pot fi produse obiecte si piese utilizabile, paleta destul de larga de materile. Pret extrem de accesibil al printerelor 3D (kituri si modele asamblate) precum si al consumabilelor (role cu filamente plastic). Tehnologie simpla de productie care inseamna si usurinta in utilizare.
Dezavantaje tehnologie FDM / MEM:
Viteza mica de constructie in cazul unor geometrii mai complexe, posibilitatea existentei unor zone neuniform printate (layere nelipite), impermeabilitate redusa, rezolutie si acuratete slaba pentru piese mici si detalii fine (microni).
Dezavantaje pentru kituri si printere 3D de tip hobby: durata mare de asamblare si calibrare (kituri), calitatea printului este variabila, rata mare de rebuturi (la inceput), viteza foarte mica de constructie pentru piese complexe, piese limitate ca dimensiuni datorita deformarilor in printare, zone neuniform printate (layere nelipite)
Aplicatii FDM / MEM:
Piese si subansamble rezistente pentru testare functionala, design conceptual, modele de prezentare si marketing, piese de detaliu pentru aplicatii alimentare sau medicale, subansamble din plastic pentru aplicatii la temperaturi inalte, productii de serie foarte mica. Forme de turnare. Prototiparea matricelor (schele structurale) pentru aplicatii medicale de ingineria tesuturilor, prototipare rapida a pieselor si sculelor de mici dimensiuni
Aplicatii kituri si printere 3D de tip hobby: design conceputal piese simple cu acuratete scazuta, printare de tip hobby (1-2 piese / zi)
Imprimarea FDM
În procesul de Printare 3D sau Imprimare 3D – FDM (Fused Deposit Modelling) se crează obiecte tridimensionale prin extrudarea termoplastică a filamentelor. Tehnologia de printare FDM presupune un proces de aditivare, în cadrul căruia, straturi succesive de material sunt adăugate sub control computerizat.
Cu ajutorul tehnologiei aditive se pot realiza geometrii complexe și structuri dificil de realizat prin metode tradiționale. De asemenea, prin intermediul tehnologiei de printare 3D, pot fi realizate, testate și eventual modificate rapid prototipurile de produs. Costurile de realizare și timpii de lucru necesari trecerii de la faza de prototip la cea de produs finit sunt semnificativ reduse comparativ cu tehnicile tradiționale substractive.
Datorită tipurilor diferite de materiale ce pot fi utilizate dar și datorită rapidității și exactității procesului de print, tehnologia de printare 3D își găsește aplicabilitatea într-o arie extinsă de domenii cum ar fi: inginerie, industria auto, industria dentară și medicală, arhitectură, construcții, industria filmului și scenografie, restaurare și digitalizare opere de artă, industria vestimentară, industria bijuteriilor, industria de jucarii și industria ușoară.
Proces de printare
PIesa functionala printata