Метод FDM – технологія, яка зробила 3D-друк доступною

Що таке FDM?

FDM в 3D-друку – це технологія, в якій екструзійне сопло переміщається по будівельному платформі по всім трьох осях, як горизонтально, так і вертикально. Для створення виробів використовуються термопластичні матеріали, які нагріваються до точки плавлення і видавлюються через сопло. Таким чином, шар за шаром створюється тривимірний об'єкт.

Використання технології FDM в 3D-друку набув популярності, тому що вона дозволяє створювати деталізовані і складні об'єкти. Наприклад, інженери використовують її, щоб створювати прототипи деталей і перевіряти їх на предмет відповідності розмірів або інших варіантів підгонки. Також 3D-друк методом FDM дозволяє створювати деталі швидше, ніж будь-який інший традиційний метод.

Як працює технологія FDM?

Як і в усіх технології 3D-друку, в FDM використовуються 3D-моделі, які завантажуються на 3D-принтер. Для виготовлення виробів використовуються різні полімерні матеріали, які ми докладно описали в статті «Вибір пластику для 3Д друку від 3Dplast». Це котушки з пластикової «ниткою», яка подається через сопло. В соплі нитка розплавляється і подається на робочу поверхню або «стіл». Керуюча електроніка працює, щоб перевести розміри об'єкта з 3D-моделі в координати по осях X, Y, Z. За цим координатам рухається сопло, через яке витискується пластик. Таким чином, виріб наплавляється шар за шаром, знизу вгору. Поки сопло переміщується, пластик охолоджується і твердне, утворюючи міцну зв'язок з попереднім шаром. Також для додаткового охолодження матеріалу можуть застосовуватися вентилятори, прикріплені безпосередньо до экструдеру. Іноді для створення одного шару потрібно кілька проходів сопла. Закінчивши шар, сопло піднімається, щоб укласти наступний шар пластику. 3D-друк дуже ефективна та швидка, хоча на створення великих і складних деталей все одно потрібно достатньо часу. Хоча це все одно набагато менше, ніж у традиційних технологіях.

Для чого використовується 3D-друк методом FDM?

Така технологія створення виробів використовується в багатьох галузях, включаючи автомобільну промисловість і виробників товарів народного споживання. FDM використовується як для розробки продуктів і прототипування, так і безпосередньо у виробничому процесі.

Наприклад, до того, як продукт надійде на масовий ринок, важливо його ретельно протестувати. І використання термопластичних матеріалів, застосовуваних у 3D-друку, ідеально підходить для створення прототипів. Наприклад, в залежності від полімеру, вироби можуть витримувати нагрівання, вплив хімічних речовин і механічні навантаження. Також можливість створювати дуже деталізовані об'єкти дозволяє використовувати технологію в тих галузях промисловості, де потрібно створювати деталі з ретельною перевіркою на відповідність і точною формою.

Хоча FDM не використовується тільки в прототипировании – за допомогою цієї технології можна створювати і готові продукти кінцевого використання.

Які переваги 3D-друку методом FDM?

1. Простота в експлуатації

Індустрія 3D-друку постійно розвивається. Немає сумнівів, що вона стане основним способом створення деталей і об'єктів у майбутньому. Це спрощує виробничий процес і дозволяє виробникам тестувати, змінювати і, нарешті, виробляти кінцевий продукт у строки, швидші, ніж традиційні методи.

2. Економічна ефективність

Для будь-якого бізнесу витрати – це важлива частина, тому що вони впливають на прибуток. І збереження витрат на низькому рівні життєво важливо. 3D-друк методом FDM дозволяє знизити виробничі витрати. І виробництво за цією технологією дешевше, ніж в інших методах 3D-друку, і матеріали для неї теж мають більш низьку вартість.

3. Гнучкість у виборі матеріалу

Для використання в 3D-друку методом FDM існує широкий спектр матеріалів, і всі вони доступні і економічні. Також є можливість друку з використанням широкого спектру кольорів, що забезпечує універсальність застосувань. Більше про матеріалах ми написали в нашому огляді «Вибір пластику для 3Д друку від 3Dplast»: там ви можете детальніше прочитати про матеріали PLA, PET/PETg, ABS, ABS-PC, HIPS, FLEX, PA, а також їх плюси, мінуси і особливості застосування.

4. Швидкість виробництва

Це, однозначно, найшвидша технологія виробництва деталей, якщо мова йде про дрібно - і середньосерійному виробництві. У випадку ж з прототипами час виробництва порівняно з традиційними технологіями менше в десятки разів.

5. Доступність старту

Вартість 3D-принтерів невисока щодо вартості промислових верстатів. Ви можете легко почати виробництво і розвивати його без мільйонних вкладень.

Недоліки FDM методу

1. Порівняно з іншими методами 3D-друку технологія FDM дійсно має найнижчі розмірні допуски. Тому якщо вам потрібні дуже складні деталі з допусками розміром в мікрони, ця технологія не підійде. З іншого боку, таких випадків застосування відносно небагато, а для більшості інших сфер цей недолік з лишком перекривається низькою вартістю прототипування методів 3D-друку за технологією FDM.

2. Найчастіше, на готових виробах видно лінії укладаються шарів. І для багатьох виробів потрібна додаткова пост-обробка. З іншого боку, процес додаткової обробки нескладний і недорогий, а після неї готові вироби мають дуже якісний вигляд. Також потрібно враховувати, що для різних матеріалів це актуально по-різному. А з появою нових матеріалів ця проблема може зникнути зовсім. Тим більше що інновації в сфері полімерів для 3D-друку впроваджуються регулярно.

Висновки

Очевидно, що технологія FDM зробила 3D-друк доступною і популярною, завдяки своїй простоті, ефективності та вартості. Сьогодні, коли ви говорите 3D-принтер, людина зазвичай представляє саме FDM-пристрій. А враховуючи, що сфера продовжує розвиватися, варто чекати зменшення впливу недоліків технології і зростання її переваг. Що тільки розширює сферу застосування 3D-друку та матеріалів.