Метод FDM – технология, которая сделала 3D-печать доступной

Что такое FDM?

FDM в 3D-печати – это технология, в которой экструзионное сопло перемещается по строительной платформе по всем трем осям, как горизонтально, так и вертикально. Для создания изделий используются термопластичные материалы, которые нагреваются до точки плавления и выдавливаются через сопло. Таким образом, слой за слоем создается трехмерный объект.

Использование технологии FDM в 3D-печати приобрело популярность, потому что она позволяет создавать детализированные и сложные объекты. Например, инженеры используют ее, чтобы создавать прототипы деталей и проверять их на предмет соответствия размеров или других вариантов подгонки. Также 3D-печать методом FDM позволяет создавать детали быстрее, чем любой другой традиционный метод.

Как работает технология FDM?

Как и во всех технологиях 3D-печати, в FDM используются 3D-модели, которые загружаются на 3D-принтер. Для изготовления изделий используются разные полимерные материалы, которые мы подробно описали в статье «Выбор пластика для 3Д печати от 3Dplast». Это катушки с пластиковой «нитью», которая подается через сопло. В сопле нить расплавляется и подается на рабочую поверхность или «стол». Управляющая электроника работает, чтобы перевести размеры объекта из 3D-модели в координаты по осям X, Y, Z. По этим координатам движется сопло, через которое выдавливается пластик. Таким образом, изделие наплавляется слой за слоем, снизу вверх. Пока сопло перемещается, пластик охлаждается и затвердевает, образуя прочную связь с предыдущим слоем. Также для дополнительного охлаждения материала могут применяться вентиляторы, прикрепленные непосредственно к экструдеру. Иногда для создания одного слоя нужно несколько проходов сопла. Закончив слой, сопло поднимается, чтобы уложить следующий слой пластика. 3D-печать очень эффективная и быстрая, хотя на создание больших и сложных деталей все равно нужно достаточно времени. Хотя это все равно намного меньше, чем в традиционных технологиях.

Для чего используется 3D-печать методом FDM?

Такая технология создания изделий используется во многих отраслях, включая автомобильную промышленность и производителей товаров народного потребления. FDM используется как для разработки продуктов и прототипирования, так и непосредственно в производственном процессе.

Например, до того, как продукт поступит на массовый рынок, важно его тщательно протестировать. И использование термопластичных материалов, применяемых в 3D-печати, идеально подходит для создания прототипов. Например, в зависимости от полимера, изделия могут выдерживать нагрев, влияние химических веществ и механические нагрузки. Также возможность создавать очень детализированные объекты позволяет использовать технологию в тех сферах промышленности, где нужно создавать детали с тщательной проверкой на соответствие и точной формой.

Хотя FDM не используется только в прототипировании – с помощью этой технологии можно создавать и готовые продукты конечного использования.

Каковы преимущества 3D-печати методом FDM?

1. Простота в эксплуатации

Индустрия 3D-печати постоянно развивается. Нет сомнений, что она станет основным способом создания деталей и объектов в будущем. Это упрощает производственный процесс и позволяет производителям тестировать, изменять и, наконец, производить конечный продукт в сроки, более быстрые, чем традиционные методы.

2. Экономическая эффективность

Для любого бизнеса затраты – это важная часть, потому что они влияют на прибыль. И сохранение затрат на низком уровне жизненно важно. 3D-печать методом FDM позволяет снизить производственные затраты. И производство по этой технологии дешевле, чем в других методах 3D-печати, и материалы для нее тоже имеют более низкую стоимость.

3. Гибкость в выборе материала

Для использования в 3D-печати методом FDM существует широкий спектр материалов, и все они доступны и экономичны. Также есть возможность печати с использованием широкого спектра цветов, что обеспечивает универсальность применений. Больше о материалах мы написали в нашем обзоре «Выбор пластика для 3Д печати от 3Dplast»: там вы можете подробно прочитать о материалах PLA, PET/PETg, ABS, ABS-PC, HIPS, FLEX, PA, а также их плюсах, минусах и особенностях применения.

4. Скорость производства

Это, однозначно, самая быстрая технология производства деталей, если речь идет о мелко- и среднесерийном производстве. В случае же с прототипами время производства по сравнению с традиционными технологиями меньше в десятки раз.

5. Доступность старта

Стоимость 3D-принтеров невысокая относительно стоимости промышленных станков. Вы можете легко начать производство и развивать его без миллионных вложений.

Недостатки FDM метода

1. По сравнению с другими методам 3D-печати технология FDM действительно имеет самые низкие размерные допуски. Поэтому если вам нужны очень сложные детали с допусками размером в микроны, эта технология не подойдет. С другой стороны, таких случаев применения относительно немного, а для большинства остальных сфер этот недостаток с лихвой перекрывается низкой стоимостью прототипирования методов 3D-печати по технологии FDM.

2. Чаще всего, на готовых изделиях видны линии укладываемых слоев. И для многих изделий нужна дополнительная пост-обработка. С другой стороны, процесс дополнительной обработки несложный и недорогой, а после нее готовые изделия имеют очень качественный вид. Также нужно учитывать, что для разных материалов это актуально по-разному. А с появлением новых материалов эта проблема может исчезнуть вовсе. Тем более что инновации в сфере полимеров для 3D-печати внедряются регулярно.

Выводы

Очевидно, что технология FDM сделала 3D-печать доступной и популярной, благодаря своей простоте, эффективности и стоимости. Сегодня, когда вы говорите 3D-принтер, человек обычно представляет именно FDM-устройство. А учитывая, что сфера продолжает развиваться, стоит ждать уменьшения влияния недостатков технологии и роста ее преимуществ. Что только расширяет сферу применения 3D-печати и используемых в ней материалов.