FDM 3Dプリンティングとは何ですか？

FDM 3D印刷とは何ですか？

FDM 3D印刷の基礎について学びたいですか？この記事では、なぜこの技術が迅速なプロトタイピングやその他の用途に効率的で費用対効果が高い選択肢であるかを説明します。

融着積層造形（FDM）3Dプリンティングは、融着フィラメント造形（FFF）とも呼ばれ、材料押出分野における加算製造プロセスです。FDMは、選択的に溶融した材料を事前に設定されたパスに沿って配置することで、部品を層ごとに構築します。最終的な物理オブジェクトを形成するために、熱可塑性ポリマーフィラメントを使用します。

FDMは世界で最も多く設置されている3Dプリンターのベースを持ち、ほとんどの産業で最も広く使用されている技術であり、3Dプリンティングを考えたときに最初に頭に浮かぶプロセスかもしれません。

この記事では、この人気のある加算技術の基本原則と主要な特性について紹介します。また、プロトタイピング（デスクトップ）用と産業応用用に作られたFDM機器の違いを探り、エンジニア向けにFDM 3Dプリンティングから最高の結果を得るためのヒントとコツも提供します。

FDM 3Dプリンティングの仕組みは？

FDM 3Dプリンターは、溶融したフィラメント材料を層ごとにビルドプラットフォームに積み重ねることで、完全な部品が得られるまで作業を行います。FDMはデジタル設計ファイルを使用し、そのファイルを機械自体にアップロードして物理的な寸法に変換します。FDM用の材料には、ABS、PLA、PETG、PEIなどのポリマーがあり、これらは機械によって加熱ノズルを通じてスレッドとして供給されます。

FDM機を操作するには、まずこの熱可塑性フィラメントのスプールをプリンターに装填します。ノズルが所定の温度に達すると、プリンターはフィラメントを押出しヘッドとノズルを通じて供給します。

押出ヘッドは、X、Y、Z軸に移動できる3軸システムに接続されています。プリンターは溶融した材料をフィラメント状にして、設計に基づくパスに沿って層ごとに積み重ねます。材料が押し出されると、冷却されて固化します。一部の場合は、冷却を加速するために押出ヘッドにファンを取り付けることができます。

ある領域を埋めるには、複数のパスが必要です。これは、マーカーで図形を塗りつぶすのに似ています。プリンターが1つの層を完了すると、ビルドプラットフォームが下がり、機械は次の層の印刷を開始します。一部の機械設定では、押出ヘッドが上昇することがあります。このプロセスを部品が完成するまで繰り返します。

FDM 3Dプリンターの印刷パラメーターは何ですか？

ほとんどのFDMシステムでは、複数のプロセスパラメーターを調整できます。これらには、ノズルとビルドプラットフォームの温度、ビルド速度、層の高さ、冷却ファンの速度が含まれます。デザイナーであれば、これらの調整について心配する必要はありません。なぜなら、AMオペレーターがすでにそれらをカバーしている可能性が高いからです。

しかし、考慮すべき重要な要因はサイズと床の高さです。デスクトップ3Dプリンターの一般的な構築寸法は200 x 200 x 200 mmですが、産業用機械は最大で1,000 x 1,000 x 1,000 mmまであります。デスクトップコンピュータを使用して部品を印刷したい場合、大きなモデルを小さな部品に分解し、その後再組み立てることが可能です。

FDMの典型的な層厚は50〜400マイクロメートルです。より薄い層で印刷すると、部品が滑らかになり、曲線的な形状をより正確に捉えることができますが、厚い層で印刷すると、部品を作成する速度が速くなり、コストも低くなります。