Моделирование наплавлением, или сокращенно FDM, представляет собой метод экструзии материалов в аддитивном производстве, при котором материалы выдавливаются через сопло и соединяются вместе для создания трехмерных объектов.

В частности, «стандартный» процесс FDM отличается от других методов экструзии материалов. Таким образом, типичный 3D-принтер FDM берет нить на основе полимера и пропускает ее через нагретое сопло, которое плавит материал и наносит его 2D-слоями на поверхность. платформа сборки. Пока они еще теплые, эти слои сливаются друг с другом, образуя в конечном итоге трехмерную деталь .

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

FDM (или FFF) в основном характеризуется экструзией и избирательным осаждением термопластов в слои, которые накапливаются для создания трехмерного объекта. Это может показаться немного расплывчатым, поэтому давайте рассмотрим этот процесс более подробно здесь.

По своей сути метод FDM относительно прост. Его основные функции выполняются двумя отдельными системами: одна отвечает за экструзию и осаждение, а другая — за движение печатающей головки.  

Экструзия и осаждение

В общих чертах, систему экструзии и осаждения можно разделить на два основных узла: «холодный конец» и «горячий конец». Термопласты, используемые в 3D-печати FDM, часто поставляются в катушках с нитью, и холодный конец отвечает за подачу этого материала из катушки в 3D-принтер. Таким образом, холодный конец также контролирует скорость, с которой материал осаждается на другом конце, часто называемую «потоком».

С другой стороны, горячий конец отвечает за нагрев движущегося пластикового материала до такой степени, что его можно «продуть» через сопло, отсюда и его название. На этом этапе задействованы различные компоненты, в том числе нагревательные картриджи, радиаторы и, конечно же, сопла.

Холодный и горячий концы должны работать синергетически, чтобы экструдировать необходимое количество материала при необходимой температуре и физическом состоянии для правильного укладки слоев.

КАК ЭТО СРАВНЯЕТСЯ

FDM имеет ряд преимуществ перед другими методами 3D-печати, но имеет и недостатки. Давайте перечислим его плюсы и минусы в отношении производительности печати и общего качества деталей по сравнению с другими популярными методами 3D-печати.

Плюсы

Масштабируемость — одно из наиболее значительных преимуществ 3D-печати FDM. В отличие от 3D-принтеров на основе смолы, принтеры FDM можно легко масштабировать до любого размера, поскольку единственным ограничением является перемещение каждого портала.

Одним из наиболее очевидных преимуществ легко масштабируемой конструкции является соотношение цены и размера. Благодаря низкой стоимости деталей и простой конструкции принтеры FDM постоянно становятся больше и дешевле.

Говоря о стоимости, обычные нити FDM на сегодняшний день являются самым дешевым материалом для 3D-печати, особенно по сравнению с другими методами 3D-печати, такими как SLS и печать на основе смол.

Еще одним преимуществом материалов является гибкость. На любом FDM-принтере можно печатать самые разнообразные термопластические материалы и экзотические нити с относительно небольшим количеством обновлений и модификаций, чего нельзя сказать о других стилях, где материал должен представлять собой смолу или мелкий порошок.

Минусы

Однако 3D-печать FDM не лишена недостатков. Из-за простоты и общей стоимости компонентов принтерам FDM часто требуется множество настроек и настроек (а именно, выравнивание стола), чтобы достичь уровня надежности и качества других методов печати.

В отличие от смолы и SLS, FDM во многом зависит от физического движения. В результате, помимо калибровки, многие компоненты принтера FDM требуют регулярного обслуживания  и внимания: натяжение ремня, очистка экструдера, смазка направляющих и даже замена деталей, таких как сопла с горячим концом.

Наконец, печать FDM во многом зависит от качества исходного материала. Низкая точность размеров нити может привести к ряду проблем при экструзии, а химический состав пластика также может затруднить процесс печати. Кроме того, катушки с нитями необходимо хранить надлежащим образом, чтобы избежать впитывания влаги, что также влияет на процесс печати.