Fused Deposition Modeling (FDM) 3D Printing:technologieoverzicht

Fused Deposition Modeling (FDM) is een op extrusie gebaseerde 3D-printtechnologie. De bouwmaterialen die in FDM worden gebruikt, zijn thermoplastische polymeren en komen in een filamentvorm. In FDM wordt een onderdeel vervaardigd door het selectief laag voor laag afzetten van gesmolten materiaal in een pad gedefinieerd door het CAD-model. Vanwege de hoge nauwkeurigheid, lage kosten en grote materiaalkeuze is FDM een van de meest gebruikte 3D-printtechnologieën ter wereld.

Hoe werkt fused deposition modeling (FDM)?

FDM-technologie maakt gebruik van het bouwmateriaal in de vorm van thermoplastische filamenten die vloeibaar worden gemaakt en opnieuw worden gestold in de gewenste vorm volgens het gedefinieerde CAD-model.

Een FDM-printer bestaat uit twee spoelen:één voor respectievelijk het bouwmateriaal en de andere voor het ondersteuningsmateriaal. Het Fused deposition modeling 3D-printproces volgt deze hoofdstappen:

• Stap 1 – Nadat de CAD-gegevens zijn ingevoerd, wordt het reeds geladen filament van solide bouwmateriaal vloeibaar gemaakt met behulp van warmte in de condensorkop
• Stap 2 – Dit gesmolten vloeibare plastic wordt als een laag op het schuimbouwplatform gevoerd door de extrusiespuitmond die in alle richtingen beweegt zoals gedefinieerd in de CAD-gegevens. Dit proces van het boven elkaar toevoegen van de vloeistof/halfvaste lagen wordt herhaald. Als het ontwerp bestaat uit overhangen of constructies die mogelijk kunnen kromtrekken of buigen, worden draagconstructies gebruikt. Het ondersteuningsmateriaal kan hetzelfde zijn als het bouwmateriaal of elk ander materiaal naar keuze.

• Stap 3 – Als er draagconstructies zijn gebruikt, worden deze later verwijderd zodra de bouw is voltooid.

Materialen voor FDM 3D-printen

Onder de meest gebruikte harde kunststoffen voor modellering van gesmolten depositie, biedt Xometry:ABS, ABS ESD7, ABS M30, ASA, Nylon PA12, Nylon PA12 Carbon-Filled, Carbon Fiber Reinforced Polyamide 12, PC-ABS Polycarbonaat, PC-ISO Polycarbonaat, PC-achtig hittebestendig doorschijnend, PC-polycarbonaat, PLA, PETG, PEEK, ULTEM 1010 en ULTEM 9085.

ASA, een amorf thermoplast met verbeterde weersbestendigheid, wordt veel gebruikt bij prototyping dankzij zijn uitstekende mechanische eigenschappen. Bovendien is het verkrijgbaar in een grote verscheidenheid aan kleuren.

Voordelen van FDM-technologie

Als we naar het FDM-proces komen, zijn dit de belangrijkste factoren die het tot een van de meest populaire 3D-printtechnologieën maken.

Kosteneffectiviteit

FDM staat bekend als een van de goedkoopste opties voor 3D-printen. Wanneer de vereiste van een eenheid tot een kleine batch is, is FDM de ideale optie in vergelijking met zijn duurdere tegenhangers zoals SLA of SLS. Bovendien is het bouwmateriaal goedkoper en algemeen verkrijgbaar, waardoor het maken van prototypes, herprototyping en verbeteringen in het ontwerp minder duur zijn om te printen dan bij andere technologieën.

De kosten voor kleur- en oppervlakteafwerking worden ook verlaagd, omdat de afdrukken gekleurd en met een behoorlijke oppervlakteafwerking rechtstreeks van de printer komen, zonder dat er extra nabewerking nodig is.

Snelle doorlooptijd

Het FDM-proces is snel in termen van afdruksnelheden, sneller dan veel andere technologieën. Omdat de build-filamenten gemakkelijk verkrijgbaar zijn, is er ook geen probleem met de tijd bij het printen van grote batches. Xometry levert FDM-geprinte onderdelen binnen 3 werkdagen.

Kan full colour bedrukt worden

Er zijn meer dan 40 kleuren beschikbaar voor FDM-printers en het aantal kleuropties neemt met de dag toe. De kleur van het laatste onderdeel is exact de kleur van het gebruikte filament. Als de gewenste kleur niet wordt verkregen, zijn er ook nabewerkingsmethoden zoals verven of schilderen beschikbaar.

Minder materiaalverspilling

Omdat de FDM-printer print door het filament te smelten en te laten stollen, is er geen kans op verspilling zoals bij MJF of SLS waar het poeder wordt gebruikt en vatbaar is voor verspilling. Er is ook een kans om de ondersteunende structuren te elimineren wanneer het model zorgvuldig is ontworpen.

Grote verscheidenheid aan materialen

Er zijn meer dan 10 verschillende soorten plastic filamenten beschikbaar voor FDM. Van lage sterkte tot hoge sterkte materialen (PP, TPU, Nylon PA, ABS, PETG, PLA, PC in oplopende volgorde van treksterkte), FDM heeft een uitgebreide lijst van materialen waarmee het kan printen. Het is de discretie van de fabrikant over wat te gebruiken, afhankelijk van de behoefte. Een ander voordeel is de materiaalbeschikbaarheid. De materialen worden heel vaak gebruikt en zijn daarom gemakkelijk verkrijgbaar in de markt voor een lage prijs.

Nadelen van FDM-proces

Naast de voordelen die het biedt, zijn er ook enkele veelvoorkomende nadelen die FDM heeft.

Aanzienlijke laagstap

De oppervlaktekwaliteit van FDM-geprinte onderdelen is niet glad zoals met hars bedrukte onderdelen van SLA of Carbon DLS. Omdat FDM werkt door gesmolten plastic laag voor laag te laten vallen, is de trapomhulling of laagstappen duidelijk zichtbaar. De afbeelding toont een ruw oppervlak door het trapeffect. Bovendien maakt het laagadhesiemechanisme FDM-onderdelen anisotroop. Nabewerking is vereist om het oppervlak glad te maken en kost meer.

Zweet kleine details

Vanwege de aard van gesmolten plastic, zweet FDM kleine functies en heeft het de laagste maatnauwkeurigheid en resolutie in vergelijking met andere 3D-printtechnologieën en daarom is het niet geschikt voor onderdelen met ingewikkelde details. FDM is zeker een goede optie voor prototyping waar kleine details niet belangrijk zijn. Als details en maatnauwkeurigheid een probleem zijn, is het beter om FDM te vermijden.

Xometry's FDM 3D-printservices

Xometry Europe biedt online Fused deposition-modelleringsdiensten voor on-demand 3D-printprojecten, zowel voor prototypes als grote batches. Met een netwerk van meer dan 2.000 partners in heel Europa is Xometry in staat om FDM 3D-printonderdelen binnen maximaal 3 dagen te leveren. Upload uw CAD-bestanden naar Xometry Instant Quoting Engine om direct een offerte te krijgen met verschillende productie-opties die beschikbaar zijn voor FDM 3D-printen.