Trojrozmerná tlač: technológia fdm

FDM-fused deposition modeling je metóda vytvárania trojrozmerného objektu pomocou súvislého vlákna z termoplastického materiálu. Technológiu FDM vyvinul Scott Crump, jeden zo zakladateľov spoločnosti Stratasys, už v roku 1988. Spočíva vo vytváraní trojrozmerných predmetov z roztaveného plastového materiálu.

Stručný opis procesu

Závit vystupuje z veľkej cievky cez pohyblivý extrudér tlačiarne a je uložený na modeli vo výstavbe. Pohyb hlavy je riadený počítačom. Hlavná trasa spravidla vedie v horizontálnej rovine. Počas tejto doby sa jej podarí vytlačiť jednu vrstvu modelu pomocou technológie FDM a potom sa zdvihne do malej výšky a vytvorí ďalšiu vrstvu.

z taviacej nite

Pre väčšinu trojrozmerných tlačových zariadení je zdrojový materiál dodávaný vo forme cievky s navinutou niťou. Počas pracovného procesu sa niť extruduje cez extrudér. Extrudér má 2 konce-studený a horúci. Studený koniec je navrhnutý tak, aby vytiahol závit z cievky pomocou ozubených kolies alebo valčekov a privádzal ho na horúci koniec. Rýchlosť posuvu závitu je riadená krokovým motorom.

Na horúcom konci extrudéra, ktorý podporuje technológiu FDM, je vykurovacia komora a tryska. Riedidlo určené na roztavenie vlákna sa privádza do vykurovacej komory. Pomocou toho sa surovina premení na kvapalinu. Roztavený materiál je vytlačený z dýzy tenkými lepivými guľôčkami a prilepený k simulovanému produktu. Priemer dýzy je zvyčajne od 0,3 do 1 mm. V závislosti od surovín použitých na trojrozmernú tlač je možné použiť rôzne spôsoby ohrevu a typy dýz.

Modelovanie metódou povrchovej úpravy (FDM)

FDM-technológia 3D tlače. Toto je jeden z najčastejšie otázky metódy vytvárania trojrozmerných objektov pomocou 3D tlačiarne. Procesu tlače predchádza príprava modelu pomocou softvérových nástrojov. V tejto fáze sa vytvorí súbor STL (formát súboru stl-stereolitography) obsahujúci 3D digitálny model. Model je rozdelený na vrstvy a orientovaný v priestore. V prípade potreby sa vytvoria podporné zariadenia. Proces modelovania sa nazýva krájanie - "rozdelenie na vrstvy".

Tryska je namontovaná na stojane a pohybuje sa v rovine XY. Keď sa tryska pohybuje po danej trase, ukladá na naprogramovaných miestach malé guľôčky roztaveného plastu, ktoré prichádzajú do styku so substrátom alebo predtým vytvrdenými vrstvami a rýchlo vysychajú. V súlade s technológiou FDM sú stopy roztavených guľôčok umiestnené v maximálnej vzájomnej blízkosti, čím sa zabezpečí vytvorenie súvislej vrstvy.

Akonáhle je vytvorenie jednej vrstvy dokončené, platforma stúpa (klesá) pozdĺž osi Z a pokračuje v vytváraní ďalšej vrstvy. Proces pokračuje, kým nie je produkt úplne pripravený.

Pre vysoko kvalitné spojenie jednej stopy s ostatnými je potrebné udržiavať určitú teplotu produktu, preto je trojrozmerný tlačový systém obsiahnutý vo vnútri komory, v ktorej je teplota udržiavaná mierne nad teplotou topenia plastu.

Materiály ako, ako polystyrén, ako suroviny sa môžu použiť polyamid, polykarbonát, kyselina polymliečna a ďalšie. Tieto materiály majú rôznu pevnosť a rôzne teplotné charakteristiky. Dokonca aj farba materiálu ovplyvňuje pevnosť.

Rozsah pôsobnosti

Technológia tlače FDM sa používa pri prototypovaní a rýchlych výrobných technológiách. Rýchle prototypovanie uľahčuje proces iteračného testovania. Okrem toho táto metóda modelovania našla svoje uplatnenie v tkanivovom inžinierstve v medicíne.

Perspektívy 3D tlače

V súčasnosti existuje veľa projektov zameraných na recykláciu plastového odpadu do materiál pre vytváranie trojrozmerných objektov pomocou počítačovej technológie. Niekoľko spoločností vyvíja 3D tlačiarne, ktoré podporujú technológiu FDM pre domáce použitie.

Veľmi populárny je projekt vytvorenia samokopírovacieho zariadenia RepRap, ktoré dokáže vytvárať časti toho istého zariadenia. Inými slovami, má schopnosť reprodukovať sa. Autori projektu sa domnievajú, že vďaka takýmto zariadeniam v budúcnosti nebude potrebné drahé výrobná infraštruktúra pre vytvárajte komplexné produkty.