FDM Вовед

Џек Лај Експерт за CNC обработка

Специјализирани за CNC глодање, CNC вртење, 3D печатење, уретанско лиење, брзо алатирање, обликување со инјектирање, лиење метал,


Што е FDM

FDM е кратенка од Fused Deposition Modeling, што е процес на производство на адитиви и припаѓа на семејството на истиснување на материјали. Во процесот FDM, стопениот материјал се депонира селективно во одредена патека слој по слој. Овие материјали се термопластични, полимери со форма на филамент.

FDM е најширока технологија за 3D печатење, таа е прва технологија во 3D печатење. Ќе го воведеме основни принципи и клучните аспекти на оваа технологија.

Како функционира FDM

Процес на производство на FDM:

  1. Термопластичните филаменти прво се вчитуваат во печатачот FDM, бидејќи млазницата ќе ја достигне саканата температура, термопластичниот растоп ќе се внесе во главата за истиснување и ќе се стопи во млазницата.
  2. Главата за истиснување има систем со 3 оски со движење на насоките X, Y и Z. Целиот стопен материјал се истиснува во тенка форма и се депонира слој по слој на однапред одредена локација. Тогаш сите материјали ќе се изладат и зацврстат, понекогаш, можеме да додадеме вентилатори за ладење на главата за истиснување за да го забрзаме процесот на ладење.
  3. Потребни се повеќе пропусници за да се пополнат областите. Откако ќе заврши слојот, платформата за градење ќе се помести надолу и ќе се депонира нов слој. Повторете го овој процес додека не заврши последниот дел.

Карактеристично за ФДМ

FDM параметар

Повеќето FDM машини овозможуваат прилагодување на параметарот на процесот, како што се температурата на млазницата, температурата на платформата, брзината на градење, висината на слојот и брзината на вентилаторот за ладење. Сите овие параметри се поставени од операторите.

За дизајнерите, најважниот параметар е големината на градбата и висината на слојот.

Големината на изградбата на десктоп FDM е вообичаена 200×200×200 mm, додека индустриската е 1000×1000×1000 mm. Десктопот се претпочита за намалување на трошоците, голем модел може да се одвои на мали делови и подоцна да се склопи.

Типичната висина на слојот на FDM е помеѓу 50 и 400 микрони, може да се одреди според деталите за нарачката. Помалата висина на слојот ќе има помазна површина и точни заоблени геометрии, додека големата височина ќе произведува побрзо со пониска цена. Нашата најчеста висина на слојот е 200 микрони.

Извиткување

Искривувањето е најчестиот дефект кај FDM. Како што екструдираниот материјал ќе се олади во процесот на зацврстување, неговите димензии ќе се намалат. Различни печатени делови се ладат со различни стапки ќе предизвикаат акумулација на внатрешен стрес. Ова ќе го повлече основниот слој, ќе доведе до искривување. Можеме да спречиме искривување на технолошки начини, како што е следење на температурата на платформата за градење и комората во системот FDM, зголемување на адхезијата помеѓу деловите и платформата за градење.

Покрај тоа, ние исто така можеме да го оптимизираме нашиот дизајн за да ја намалиме веројатноста за искривување.

  1. Избегнувајте голема рамна површина штом е можно. Поради тоа е повеќе склон кон искривување.
  2. Избегнувајте тенки испакнати карактеристики. Штом е потребно, додајте жртвен материјал на тенок раб на карактеристиките за да ја зголемите површината на допир на платформата за изградба.
  3. Додадете филе во вашиот дизајн и избегнувајте остри агли, заменете ги со заоблени форми.
  4. Различни материјали во еден дел се поподложни на искривување, ABS е почувствителен на искривување од PLA или PETG. ABS има висока температура на транзиција на стакло и висок коефициент на термичка експанзија.

Адхезија на слој

Многу е важно во процесот FDM за добра адхезија помеѓу депонираните слоеви. Штом растопената термопластика ќе се истисне низ млазниците, таа ќе го притисне претходниот слој. Оваа висока температура и притисок повторно ќе ја стопат површината на претходната слој и ќе го поврзат новиот слој со претходниот испечатен дел.

Треба да забележиме дека јачината на врската помеѓу различни слоеви е помала од основната цврстина на материјалот. Ова значи дека деловите на FDM се својствени анизотропни, јачината на оската Z е помала од рамнината XY. Значи, во процесот на дизајнирање на FDM, ориентацијата на делот е многу важна.

Како што стопениот материјал се притиска на претходниот слој, неговата форма се формира во овална форма. Површината на деловите FDM е брановидна, секогаш за мала висина на слојот. Малите карактеристики како дупки или нишки бараат постобработка по печатењето.

Структура за поддршка

Структурата за поддршка е од суштинско значење за надвиснатите геометрии во технологијата FDM. Потребно е да поддржува стопена термопластика, која тешко се таложи на тенок воздух. Поддршката ќе има понизок квалитет на површината од просторот за одмор, затоа препорачуваме да се минимизираат барањата за потпорна структура. Структурата за поддршка обично се печати со истиот материјал како дел. Исто така, постојат материјали за поддршка за растворање, кои можат значително да го подобрат квалитетот на површината, но да ја зголемат конечната вкупна цена.

Пополнување и дебелина на школка

FDM обично не се применува за целосно цврсти делови, со цел да се намали времето на печатење и да се заштедат материјали. Школката ќе ја нанесеме со неколку периметарски премини, а внатрешноста ќе ја наполниме со полнење со структура со мала густина. Пополнување и школка дебелината во голема мера ќе влијае на јачината на деловите.

Заеднички материјали на FDM

FDM има широк спектар на достапни материјали, вклучувајќи стокови термопластики како PLA и ABS, инженерски материјали како PA, TPU и PETG, термопластика со високи перформанси како PEEK и PEI.

FDM материјали ќе влијае на механичките својства и точноста. Ги сумираме вообичаените FDM материјали како што следува:

МатеријалКарактеристики
ПредностиНедостатоци
ABSДобра јачина Добра отпорност на температураПодложни на искривување
PLAВисок визуелен квалитет Лесно печатењеНиска јачина на удар
Најлон (ПА)Висока јачина Отпорност на абење и хемикалииНиска отпорност на влажност
PETGОценка за безбедна храна Добра јачина Лесно печатење
TPUМногу флексибилниТешко до висока точност
ПЕИОдлична јачина Отпорност на пожар и хемикалииВисока цена

Обработка на пост

Површината на FDM делови може да се доврши до различен стандард од vсериозни методи по обработката, како брусење, полирање, грундирање и боење, ладно заварување, измазнување на пареа, епоксидна обвивка, плетење на метал. Проверете ја пост-обработката на FDM овде.

Придобивки од FDM & Ограничувања

Придобивки од FDM:

  1. FDM е рентабилен начин за прилагодено производство на термопластични делови и прототипови.
  2. FDM има кратко време на испорака и достапност на технологија.
  3. Широки термопластични материјали за прототипови и некомерцијални функционални апликации.

Ограничувања на FDM:

  1. FDM има најниска точност и резолуција на димензијата. Не е погоден за делови со сложени карактеристики.
  2. FDM-деловите имаат видливи линии на слоеви, потребна е пост-обработка за мазна завршна површина.
  3. Деловите на FDM имаат својствен анизотропен механизам за адхезија на слојот.