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

Fused Deposition Modeling (FDM) is een additief productieproces waarbij een machine gesmolten plastic filament nauwkeurig extrudeert om een onderdeel te creëren. Het filament wordt uit een verwarmd uiteinde geëxtrudeerd en ligt in een zigzagpatroon om de vorm van het onderdeel van onder naar boven te creëren. FDM-technologie kan worden gebruikt voor rapid prototyping en staat algemeen bekend om zijn snelheid, nauwkeurigheid en concurrerende kosten. Onderdelen zijn zeer stijf, vooral vergeleken met selectief lasersinteren (SLS), waardoor ze uitstekend geschikt zijn voor projecten met een stijfheidseis.

Onze FDM Mini-Guide biedt informatie over de voordelen, toleranties en specifieke ontwerpkenmerken van FDM.

Echte technische thermoplastische kunststoffen

De beschikbaarheid van een breed scala aan technische thermoplastische materialen geeft FDM een duidelijk voordeel ten opzichte van andere 3D-printtechnologieën.

Naast de uitgebreide materiaalkeuze biedt FDM een breed scala aan kleuropties.

• Wit
• Lichtgrijs
• Grijs
• Donkergrijs
• Zwart
• Geel
• Oranje
• Rood
• Groen
• Blauw
• Donkerblauw
• Ivoor
• Natuurlijk
• Doorschijnend natuurlijk
• Doorschijnend amber
• Doorschijnend rood

ABS:  ABS is een sterke en stabiele thermoplast van productiekwaliteit, verkrijgbaar in een breed scala aan kleuren en materiaaleigenschappen.

Andere voordelen

Complexe geometrieën

De vrijheid om complexe geometrieën en ingewikkelde interieurstructuren te ontwerpen en te vervaardigen is een van de grote beloften van additive manufacturing. Met 3D-printtechnologieën kunt u onderdelen maken die op geen enkele andere manier kunnen worden vervaardigd. Denk buiten de gebaande paden!

Nauwkeurigheid van FDM 3D-printen

Met de FDM-service van Xometry kunt u onderdelen produceren met een consistent nauwe tolerantie van +/- 0,005″.

Groot bouwvolume

De FDM-oplossing van Xometry biedt grote bouwvolumes tot 36″ x 24″ x 36″.

Ontwerptip 1:Wanddikte

3D-printers produceren onderdelen door materiaal achtereenvolgens in lagen te leggen. De wanddikte wordt beperkt door de grootte van het filament, en elementen die dunner zijn dan tweemaal de dikte van het filament worden meestal niet succesvol afgedrukt.

Functies met slechts één laag filament zijn zwak en onnauwkeurig. Voor ondersteunende constructies moeten wanden minimaal 1,2 – 1,5 mm dik zijn voor de beste resultaten, doordat filament zich tussen de lagen kan vullen.

Muren zonder gesloten profielen zoals lijnen zijn ook minder opgelost in vergelijking met muren zoals cirkelvormige en gesloten lussen. Het resultaat is dat dunnere, meer ronde wanden dichter bij het ontwerp liggen dan wanden met rechte wanden.

De aanbevolen wanddikte is minimaal 1,2 – 1,5 mm dik voor ondersteunende muren

Ontwerptip 2:Oriëntatie

Het oriënteren van onderdelen in FDM heeft een enorme impact op de algehele sterkte en het uiterlijk ervan, vooral voor fijne en concentrische kenmerken. Concentrische kenmerken worden het beste opgelost wanneer lagen parallel aan de XY-as worden afgedrukt. Veel fijne kenmerken (bijvoorbeeld tabs) zijn ook sterker wanneer ze parallel aan de XY-as worden afgedrukt.

Door een onderdeel zo te ontwerpen dat fragiele en concentrische kenmerken in dezelfde richting groeien, kun je bepalen in welke richting een onderdeel het beste kan worden afgedrukt.

Oriëntatie van het onderdeel is belangrijk

Ontwerptip 3:Gaten

Xometry raadt aan om gaten voor FDM te ontwerpen met een diameter groter dan 1 mm (0,04") om een ronde vorm te behouden. De oriëntatie van de gaten is erg belangrijk en de resolutie is meestal het beste wanneer ze evenwijdig aan de xy-as worden afgedrukt. Dit komt omdat gaten worden omlijnd met concentrische cirkels van filament versus verspringende stops tussen de lagen. Om de nauwkeurigheid van doorlopende gaten te vergroten, kan Xometry gaten boren tijdens de nabewerking.

Gaten in FDM-onderdelen

Ontwerptip 4:Tekst en kleine details

Tekst en kleine details zijn erg moeilijk af te drukken in FDM, omdat veel kleine kenmerken niet worden geregistreerd tijdens het afdrukproces wanneer ze onder bepaalde toleranties vallen, zoals de dikte van het filament. De aanbevolen dikte die uitstekende tekst moet behouden is minimaal 1 mm (0,04 inch) om goed te kunnen registreren. Tekst moet ook een hoogte hebben van ten minste 0,04" (1 mm), maar 0,047" – 0,06" (1,2 - 1,5 mm) wordt aanbevolen om leesbaar te zijn en onverwachte fouten te voorkomen, waardoor meerdere lagen filament op elkaar kunnen worden gestapeld en het risico op breuk wordt verkleind. Uitgesneden tekst moet ook aan deze toleranties voldoen om goed te kunnen worden weergegeven. Zorg ervoor dat u normale of grotere tekstlettertypen gebruikt, maar blijf uit de buurt van compactere en kleinere lettertypen. Alle tekst moet voor de beste resultaten ook evenwijdig aan het xy-vlak worden georiënteerd, omdat hierdoor meerdere lagen netjes kunnen worden gestapeld en 'samengedrukte' tekens en details worden vermeden.

Tekst op een FDM CAD-bestand

Ontwerptip 5:Tabbladen

Tabs zijn zeer gevoelig voor breuk in FDM, vooral bij grotere onderdelen. Het eerste dat u moet doen, is de grootte van het tabblad zo groot mogelijk maken (de grootte is afhankelijk van de toepassing en de grootte van het totale onderdeel).

Door de lipjes evenwijdig aan het xy-vlak te oriënteren, wordt ook de sterkte van de lip vergroot en wordt het risico op breuk verminderd. Het integreren van een vervangbaar tabbladontwerp is een andere geweldige manier om tabbladen in FDM te gebruiken, zodat tabbladen afzonderlijk in de beste richting kunnen worden afgedrukt en vervolgens na verwerking in de stand van de tabbladen kunnen worden ingevoegd.

Tabbladen op een FDM CAD-bestand

Ontwerptip 6:Ribben

Een ander geweldig alternatief voor filets om de sterkte van steunconstructies te vergroten, is het toevoegen van ribben. Dit komt omdat ribben de kracht die op een constructie wordt uitgeoefend, over een groter oppervlak verdelen. Het is belangrijk om de toleranties te volgen die zijn beschreven in het gedeelte over de wanddikte bij het maken van ribben om ervoor te zorgen dat ze niet te dun zijn en breken of niet registreren tijdens het afdrukken. Om deze reden is een veilige minimale ribdikte 1,5 mm (0,06 inch) om meerdere lagen filament in elke rib mogelijk te maken.

Een rib op een FDM CAD-bestand

Ontwerptip 7:Hellingshoek

Omdat FDM een deel laag voor laag laat groeien, zullen ondiepe hellende elementen resulteren in een zichtbaarder stapeffect.

Zichtbare stapeffecten als resultaat van laag-voor-laag groei

Ontwerptip 8:Mesranden

Scherpe hoeken of messcherpe kenmerken kunnen de resolutielimieten van FDM benaderen, wat resulteert in onvoorspelbare fysieke kenmerken. Eén manier om dit te ondervangen is door de feature iets dikker te maken.

Kenmerken van de mesrand

Ontwerptip 9:vullingen

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

Ultralicht:  De Ultralight infill-onderdelen van Xometry zijn gevuld met een enkel gearceerd patroon. Dit is de lichtste en goedkoopste infill-optie.

Joël Schadegg

Hé, ik ben Joel, een schrijver van technische inhoud bij Xometry! Ik heb het tot mijn persoonlijke missie gemaakt om klanten zoals jij te helpen het meeste uit de Xometry-ervaring te halen en succes te behalen met je projecten door gebruik te maken van mijn praktische ervaring met het bedienen van machines, het verwerken van onderdelen en het zorgen voor orderafhandeling.

Lees meer artikelen van Joel Schadegg