Zmień język :
Proces drukowania FDM: Produkcja dostosowana do wymagań klienta
Proces druku FDM stał się jedną z kluczowych technologii w druku 3D — ale co tak naprawdę się za nim kryje?
Modelowanie osadzania topionego materiału (FDM) umożliwia wytwarzanie fizycznych obiektów poprzez przetwarzanie stopionego polimeru warstwa po warstwie. Proces ten znany jest również jako wytwarzanie topionego filamentu (FFF).
Druk FDM może być wykorzystywany w wielu obszarach, od prototypów przemysłowych po zastosowania hobbystyczne, ponieważ proces ten łączy w sobie łatwość użytkowania z wszechstronnością.
igus oferuje użytkownikom procesu drukowania FDM specjalnie opracowany filament wykonany z wysokowydajnych tworzyw sztucznych do przetwarzania w standardowych drukarkach 3D. Materiały te są bardziej wytrzymałe niż konwencjonalne tworzywa sztuczne i idealnie nadają się do części odpornych na zużycie w zastosowaniach ruchomych.
Odkryj na tej stronie:
Gdzie wykorzystywany jest proces druku FDM?
Modelowanie osadzania topionego jest wykorzystywane jako proces produkcji komponentów w wielu różnych obszarach zastosowań, w tym:
Maszyny do napełniania i pakowania: np. do obracania pojedynczych produktów na przenośnikach taśmowych
Prototypowanie: Do szybkich serii testowych i rozwoju projektu
Inżynieria mechaniczna i inżynieria instalacji: Narzędzia, urządzenia, wymiana frezowanych części z polimerów
Lotnictwo i kosmonautyka: Lekkie i złożone geometrie do symulacji lub testowania komponentów
Przemysł motoryzacyjny: Funkcjonalne prototypy, wsporniki i małe partie
Technologia medyczna: Indywidualne modele i prototypy do planowania chirurgicznego
Hobby & DIY: Zastosowania takie jak projektowanie biżuterii, tworzenie modeli i dekoracyjnych przedmiotów gospodarstwa domowego
Druk FDM w praktyce
Bezobsługowe chwytaki z drukarki 3D
Firma Carecos Kosmetik GmbH potrzebowała chwytaków produkcyjnych, które chwytałyby pokrywki i przykręcały je do pojemników. Wcześniej były one frezowane z aluminium, co wiązało się z kosztami sięgającymi 10 000 euro za chwytak i czasem produkcji wynoszącym sześć tygodni. Dzięki zoptymalizowanemu pod kątem trybologicznym filamentowi iglidur i150 firma igus była w stanie dostarczyć szybkie i ekonomiczne rozwiązanie. Polimerowe chwytaki są lżejsze, do 50 razy bardziej odporne na zużycie i mogą być drukowane w ciągu 10 do 12 godzin. Rezultat: 85% oszczędności kosztów i 70% szybsza produkcja. Idealne rozwiązanie do zautomatyzowanej produkcji w wielu różnych branżach.
Obracarka produktów wykonana z iglidur i150 do napełniania napojów
W przemyśle napojów obracacze produktów były wcześniej wykonywane z drutów stalowych lub frezowanych bloków materiału, co wiązało się z wysokimi kosztami, dużą ilością odpadów materiałowych i długim czasem dostawy. Firma igus opracowała alternatywny produkt wydrukowany w technologii 3D z wykorzystaniem filamentu iglidur i150. Urządzenie do obracania puszek posiada specjalną spiralną konstrukcję, która precyzyjnie obraca puszki i przygotowuje je do bezbłędnego wypełnienia. Komponent oferuje taką samą funkcjonalność jak poprzednie rozwiązanie, ale zmniejsza koszty produkcji nawet o 70%. Urządzenie może przetwarzać do 60 000 puszek na minutę, jest bezobsługowe, a jego rodzaj można elastycznie dostosować do każdego rozmiaru puszki.
Ślizgacze do łodzi koszących
Łodzie koszące usuwają trawy z brzegów jezior. Ich ostrza tnące były napinane za pomocą metalowych ślizgaczy, które szybko się zużywały z powodu brudu i wilgoci oraz były wymieniane trzy razy w sezonie. Części zamienne generowały wysokie koszty. Dzięki wyprodukowanym w technologii druku 3D elementom ślizgowym wykonanym z materiału iglidur i180 udało się stworzyć wytrzymałą i ekonomiczną alternatywę. Komponenty są do 15 razy bardziej ekonomiczne, 50 razy bardziej odporne na ścieranie i działają bezsmarowo dzięki zawartym w nich stałym środkom smarnym. Druk 3D w technologii FDM umożliwia również szybką i elastyczną dostawę, co znacznie zmniejsza wymagania konserwacyjne i ogólne koszty.
Zamów rozwiązanie dla swojego projektu już dziś
Pracujesz nad podobnym projektem i potrzebujesz wsparcia w zakresie projektowania i doboru materiałów dla niestandardowych chwytaków, obracarek produktów lub innych komponentów?
Skontaktuj się z nami i opowiedz o swoim projekcie. Nasi eksperci udzielą Państwu indywidualnej porady i z przyjemnością pomogą Państwu znaleźć optymalne rozwiązanie dostosowane do Państwa konkretnych potrzeb.
Zalety procesu drukowania FDM
Jeśli chodzi o szybkie rezultaty i łatwą obsługę, proces FDM to sprawdzony wybór:
- Wszechstronny wybór materiałów: Oprócz standardowych tworzyw sztucznych, takich jak PLA i ABS, które są również stosowane w formowaniu wtryskowym, można również stosować wysokowydajne polimery. igus oferuje szeroką gamę tworzyw sztucznych odpornych na zużycie, w tym materiały bezpieczne dla żywności, odporne na chemikalia i wysoką temperaturę.
- Możliwość drukowania w wielu kolorach i z wielu materiałów: Dzięki technologii FDM różne filamenty mogą być łączone w jednym procesie drukowania w celu drukowania komponentów o różnych specyfikacjach.
- Łatwość obsługi: Prosta obsługa większości drukarek 3D sprawia, że proces ten jest szczególnie atrakcyjny dla początkujących.
- Szybka produkcja: Małe komponenty są drukowane szybko — idealne do prototypów i małych partii.
- Ekonomiczność: Drukarki FDM są często bardziej ekonomiczne pod względem zakupu i eksploatacji niż inne systemy. Materiały są niedrogie i łatwo dostępne, co pozwala utrzymać koszty operacyjne na niskim poziomie. Metoda ta imponuje również czystym procesem — bez żadnego sprzętu ochronnego lub dodatkowych urządzeń, takich jak myjki ultradźwiękowe.
Ograniczenia druku w technologii FDM
Chociaż proces drukowania FDM jest bardzo wszechstronny, w niektórych obszarach osiąga on swoje granice:
- Niższy poziom szczegółowości: Widoczne linie warstw i mniejsza precyzja w porównaniu z procesami takimi jak SLA lub spiekanie laserowe.
- Obróbka końcowa: W zależności od wymagań dotyczących jakości powierzchni konstrukcje podporowe i linie warstw mogą wymagać dodatkowej obróbki, np. szlifowanie lub malowanie.
- Ograniczona wielkość produkcji: Technologia FDM jest mniej opłacalna w przypadku produkcji seryjnej. W przypadku dużych partii proces formowania wtryskowego oferuje wyraźne korzyści pod względem szybkości i kosztów w przeliczeniu na komponent.
Kiedy każda procedura ma sens?
Czasami skomplikowane kształty, większa precyzja detali lub szczególnie wytrzymałe elementy wymagają zastosowania innej technologii druku 3D. igus oferuje usługi druku 3D dla niestandardowych komponentów przy użyciu procesów FDM, spiekania laserowego i DLP. ⯈ Dowiedz się więcej o usłudze druku 3D
Poniższa tabela porównuje druk FDM z innymi technologiami:
| Kryterium | FDM | SLS | DLP |
|---|---|---|---|
| Stabilność wymiarowa | Mniej dokładne | Dokładne | Bardzo dokładne |
| Jakość powierzchni | Widoczne warstwy | Gładka, prawie bez linii warstwy | Bardzo gładka |
| Właściwości mechaniczne | Wyższa anizotropia wytrzymałości, dostępny materiał wzmocniony włóknami | Tylko niewielka anizotropia | Bardzo jednorodna struktura, izotropowa wytrzymałość |
| Możliwe złożone kształty? | Ograniczone, niezbędne struktury wsparcia | Bardzo dobre, nie wymaga struktur wspierających | Bardzo dobre, możliwe drobne szczegóły |
| Czas trwania drukowania | Szybko dla pojedynczych przedmiotów | Szybko przy większych ilościach | Szybko przy większych ilościach |
| Koszt | Ekonomiczne | Średnia cena | Raczej wyższe koszty |
| Funkcje specjalne w igus | Duże komponenty, możliwość drukowania z wielu materiałów | Produkcja wielkoseryjna, wysoka dokładność wymiarowa | Możliwe bardzo drobne szczegóły |
Dodatkowe wyjaśnienia
Anizotropia opisuje zależne od kierunku specyfikacje materiału.
W druku FDM struktura warstwowa powoduje różnice w stabilności, szczególnie między płaszczyzną drukowania (X/Y) a kierunkiem pionowym (Z).
W kierunku Z komponent często ma niższą wytrzymałość ze względu na słabszą przyczepność warstwy.
W związku z tym orientacja komponentu powinna być tak dobrana, aby obciążenie było w miarę możliwości skierowane w bardziej stabilnym kierunku.
Izotropia oznacza, że materiał zachowuje się w ten sam sposób we wszystkich kierunkach — niezależnie od kierunku obciążenia.
W przypadku druku metodą FDM nie jest to regułą, ponieważ warstwy są ze sobą łączone w inny sposób. Zoptymalizowane parametry drukowania i ukierunkowane wyrównanie pomagają promować zachowanie izotropowe.
Materiały do druku w technologii FDM
Właściwy wybór materiału decyduje o wydajności komponentu drukowanego w 3D. W druku FDM spektrum obejmuje zarówno łatwe w obróbce standardowe filamenty, jak i wysokowydajne tworzywa sztuczne, które spełniają nawet najbardziej rygorystyczne wymagania.
Odporny na zużycie trybofilament igus
Tworzywa POM, PE i PA wyróżniają się dobrymi właściwościami ślizgowymi i stabilnością wymiarową, jednak ich obróbka w druku 3D jest trudna lub niemożliwa. Dzięki włóknom iglidur firma igus oferuje łatwą w obróbce alternatywę dla tych materiałów. Do zastosowań, w których konwencjonalne tworzywa konstrukcyjne osiągają swoje granice, np. w przypadku stale poruszających się części lub wysokiego tarcia, igus oferuje różne włókna o wyjątkowo wysokiej odporności na zużycie. Odkryj szeroką gamę produktów, od łatwych w obróbce, wszechstronnych po rozwiązania do wymagających zastosowań.
Jak działa proces drukowania FDM? Spojrzenie na technologię
Proces drukowania FDM działa zgodnie z prostą zasadą: podgrzany filament z polimeru jest topiony i wytłaczany warstwa po warstwie, aż obiekt zostanie całkowicie skonstruowany.
- Podawanie materiału: Filament z polimeru jest odwijany ze szpuli i równomiernie podawany do głowicy drukującej drukarki 3D.
- Przetwarzanie materiału: Filament jest podgrzewany w głowicy drukującej — do temperatury od 190°C do 450°C, w zależności od materiału — i uwalniany w postaci stopionej jako cienka nić (wytłaczany).
- Nakładanie warstw: Głowica drukująca porusza się precyzyjnie wzdłuż ścieżek określonych przez model 3D i nakłada stopiony materiał warstwa po warstwie. Szybkie chłodzenie powoduje natychmiastowe zestalenie się polimeru, a poszczególne warstwy łączą się ze sobą. W ten sposób komponent jest tworzony krok po kroku.
Czynniki, które należy wziąć pod uwagę podczas planowania druku metodą FDM
Dobre planowanie jest kluczem do udanych części drukowanych w technologii FDM. Poniżej przedstawiamy najważniejsze wskazówki dotyczące optymalnego przygotowania.
Typowe wyzwania związane z drukowaniem w technologii FDM
Co możesz zrobić jako użytkownik, jeśli przetwarzanie filamentu nie przebiega płynnie, a pożądany rezultat nie zostaje osiągnięty? W przypadku poniższych dwóch wyzwań i wielu innych problemów związanych z drukowaniem 3D z filamentu, oferujemy wskazówki i pomoc w rozwiązywaniu problemów w naszym przewodniku. Pobierz tutaj
Więcej informacji?
Skorzystaj z naszych "24 wskazówek dotyczących druku 3D z filamentu"
Niektóre problemy związane z drukiem 3D przy użyciu filamentu są łatwe do rozpoznania i rozwiązania, inne są bardziej złożone i mogą wynikać z wielu przyczyn. Czy chcesz dowiedzieć się, jak skutecznie radzić sobie z typowymi wyzwaniami związanymi z drukowaniem metodą FDM? Pobierz więc nasz poradnik już teraz i poznaj wskazówki, jak zoptymalizować jakość wydruków!
Bezpieczne drukowanie bez korzystania z chmury: rozwiązanie programowe dla Bambu Studio w sieci firmowej
Oprogramowanie igus Bambu Wingman umożliwia niezawodną komunikację między drukarkami Bambu Lab a oprogramowaniem do slicingu bez konieczności łączenia się z zewnętrznymi serwerami i udostępniania danych drukowania podmiotom trzecim.
Wszystkie funkcje są dostępne lokalnie i mogą być używane bezpośrednio z Bambu Studio lub OrcaSlicer — niezależnie od wersji oprogramowania sprzętowego lub oprogramowania.