Essentiële gids voor Fused Deposition Modeling (FDM) – Snel, nauwkeurig, kosteneffectief 3D-printen

Fused Deposition Modeling (FDM) is een additief productieproces waarbij een machine gesmolten plastic filament precies extrudeert om een onderdeel te creëren. Het filament wordt uitgextrudeerd uit een verwarmde uitstootmond, in een zigzag-patroon neerlegend om de vorm van het onderdeel van onder naar boven te creëren. FDM-technologie kan worden gebruikt voor snelle prototyping en is wijd bekend om zijn snelheid, nauwkeurigheid en concurrerende kosten. Onderdelen zijn zeer rigide, vooral vergeleken met selective laser sintering (SLS), wat ze een geweldige match maakt voor projecten met een rigiditeitseis.

Onze FDM Mini-Gids biedt informatie over FDM's voordelen, toleranties en specifieke ontwerpkenmerken.

Echte engineering thermoplasten

De beschikbaarheid van een breed scala aan engineering thermoplasten geeft FDM een duidelijk voordeel ten opzichte van andere 3D-printtechnologieën.

Naast het grote materiaalaanbod biedt FDM een wijd scala aan kleuropties:

• Wit
• Lichtgrijs
• Grijs
• Donkergrijs
• Zwart
• Geel
• Oranje
• Rood
• Groen
• Blauw
• Donkerblauw
• Ivoor
• Natuur
• Translucent natuur
• Translucent amber
• Translucent rood

ABS: ABS is een sterke en stabiele productieklas thermoplast beschikbaar in een breed scala aan kleuren en materiaaleigenschappen.

Overige voordelen

Complexe geometrieën

De vrijheid om complexe geometrieën en ingewikkelde interne structuren te ontwerpen en te produceren is een van de grote beloften van additieve productie. 3D-printtechnologieën staan je toe om onderdelen te creëren die op geen andere manier geproduceerd kunnen worden. Denk buiten de doos!

Nauwkeurigheid van FDM 3D-printen

Xometry's FDM-service stelt je in staat om onderdelen te produceren met een consistent strakke tolerantie van +/- 0,005" (0,127 mm).

Groot bouwvolume

Xometry's FDM-oplossing biedt grote bouwvolumes tot 36" x 24" x 36" (914 x 610 x 914 mm).

Ontwerptip 1: Wanddikte

3D-printers produceren onderdelen door achtereenvolgens materiaal in lagen te leggen. Wanddikte wordt beperkt door de filamentosomvang, en kenmerken dunner dan tweemaal de filamentosomvang printen doorgaans niet succesvol.

Kenmerken met slechts één laag filament zijn zwak en onnauwkeurig. Voor ondersteunende structuren moeten wanden ten minste 0,047" – 0,06" (1,2 – 1,5 mm) dik zijn voor optimale resultaten, door toe te staan dat filament tussen lagen vult.

Wanden zonder gesloten profielen, zoals lijnen, zijn ook minder scherp afgedrukt vergeleken met circulaire en gesloten lussen. Als gevolg zijn dunne, meer circulaire wanden dichter bij de ontwerpintentie dan die met rechte wanden.

Ontwerptip 2: Oriëntatie

Het oriënteren van onderdelen in FDM heeft een enorme impact op de algehele sterkte en uitstraling, vooral voor fijne en concentrische kenmerken. Concentrische kenmerken lossen het best op wanneer lagen parallel aan de XY-as printen. Veel fijne kenmerken (bijv. tabs) zijn ook sterker wanneer ze parallel aan de XY-as worden geprint.

Een onderdeel ontwerpen zodat kwetsbare en concentrische kenmerken in dezelfde richting groeien, helpt de beste oriëntatie voor een onderdeel te bepalen om te printen.

Ontwerptip 3: Gaten

Xometry adviseert dat gaten voor FDM ontworpen worden met een diameter groter dan 0,04" (1 mm) om een cirkelvormige vorm te behouden. Oriëntatie van gaten is heel belangrijk en de resolutie is doorgaans het beste wanneer parallel aan de xy-as geprint. Dit komt omdat gaten worden omlijnd met concentrische cirkels filament versus gestaggerde stoppen tussen lagen. Om de nauwkeurigheid van doorgaande gaten te verhogen, kan Xometry gaten na het printen uitleven.

Ontwerptip 4: Tekst en kleine details

Tekst en kleine details zijn moeilijk te printen in FDM omdat veel kleine kenmerken niet registreren in het printproces wanneer ze onder bepaalde toleranties vallen, zoals de filamentosomvang. Aanbevolen dikte die uitstekende tekst moet handhaven is ten minste 0,04" (1 mm) om correct te registreren. Tekst moet ook een hoogte van ten minste 0,04" (1 mm) hebben, maar 0,047" – 0,06" (1,2 – 1,5 mm) wordt aanbevolen om leesbaar te zijn en onverwachte fouten te vermijden, wat meerdere lagen filament toestaat om op elkaar te stapelen en het breukrisico te verminderen. Uitgesneden tekst moet ook deze toleranties respecteren om correct op te lossen. Zorg ervoor dat je gewone of grotere lettertypen gebruikt, maar vermijd gecondenseerde en kleinere fonts. Alle tekst moet ook georiënteerd zijn parallel aan het xy-vlak voor optimale resultaten, omdat dit meerdere lagen toestaat om netjes op te stapelen en "geperste" karakters en details te vermijden.

Ontwerptip 5: Tabs

Tabs zijn zeer gevoelig voor breken in FDM, vooral bij grotere onderdelen. Het eerste om te doen is de grootte van de tab zo groot mogelijk te maken (grootte hangt af van de toepassing en grootte van het totale onderdeel).

Het oriënteren van tabs parallel aan het xy-vlak zal ook de sterkte van de tab vergroten en het breukrisico verminderen. Het integreren van een vervangbaar tab-ontwerp is een andere geweldige manier om tabs in FDM te gebruiken, zodat tabs apart geprint kunnen worden in de beste oriëntatie en daarna geplaatst worden na post-processing.

Ontwerptip 6: Ribben

Een geweldige alternatief voor afrondingen (fillets) om de sterkte van ondersteunende structuren te vergroten, is het toevoegen van ribben. Dit komt doordat ribben de op een structuur toegepaste kracht verdelen over een groter oppervlak. Het is belangrijk om de toleranties uit de wanddikte-sectie te volgen bij het maken van ribben om te zorgen dat ze niet te dun zijn en breken of niet registreren tijdens het printen. Een veilige minimum ribdikte om te volgen is 0,06" (1,5 mm) om meerdere lagen filament in elke rib toe te staan.

Ontwerptip 7: Hellingshoek

Omdat FDM een onderdeel laag voor laag opbouwt, resulteren ondiepe hellende kenmerken in een meer zichtbaar traptrede-effect.

Ontwerptip 8: Messenschermen (Knife Edges)

Scherpe hoeken, of mesgescherpte kenmerken, kunnen de resolutielimieten van FDM benaderen, wat resulteert in onvoorspelbare fysieke kenmerken. Een manier om dit te overwinnen is om het kenmerk iets te verdikken.

Ontwerptip 9: Invulling (Infill)

Invulling beschrijft hoe een massief onderdeel met materiaal gevuld moet worden tijdens het bouwproces. Xometry biedt 3 invulopties met verschillende eigenschappen:

Ultralight: Xometry's Ultralight invul-onderdelen zijn gevuld met een enkel kruispatroon. Dit is de lichtste en minst dure invuloptie.

Joel Schadegg

Hey, ik ben Joel, een technisch content schrijver bij Xometry! Ik heb het mijn persoonlijke missie gemaakt om klanten als jullie het meest uit de Xometry-ervaring te halen en succes te behalen op jullie projecten door mijn hands-on ervaring met het draaien van machines, verwerken van onderdelen en waarborgen van ordervervulling te benutten.

Lees meer artikelen van Joel Schadegg