Wat is FDM 3D-printen?

Wat is FDM 3D-printen?

Geïnteresseerd in het leren van de basisprincipes van FDM 3D-printen? In dit artikel leggen we uit waarom deze technologie een efficiënte en kosteneffectieve optie is voor snel prototypen en andere toepassingen.

Fused Deposition Modeling (FDM) 3D printen, ook wel Fused Filament Fabrication (FFF) genoemd, is een additief vervaardigingsproces in het gebied van materiaalextrusie. FDM bouwt onderdelen laag voor laag op door selectief molten materiaal langs een vooraf bepaald pad te deponeren. Het gebruikt lange draden van thermoplastische polymeren om het eindige fysieke object te vormen.

FDM vormt de grootste geïnstalleerde basis van 3D-printers ter wereld, is de meest breed gebruikte technologie in de meeste industrieën, en is waarschijnlijk het eerste proces dat in je opkomt als je aan 3D-printen denkt.

In dit artikel introduceren we de basisklassen en belangrijkste kenmerken van deze populaire additieve technologie. We verkennen ook de verschillen tussen FDM-machines die zijn ontworpen voor prototypen (desktop) en industriële toepassingen, en bieden ingenieurs tips en trucs om de beste resultaten te behalen met FDM 3D-printen.

Hoe werkt FDM 3D-printen?

FDM 3D-printers werken door smeltende filamentmateriaal laag voor laag af te zetten op een bouwplatform tot een compleet onderdeel is verkregen. FDM gebruikt digitale ontwerppanden die worden geüpload naar de machine zelf en deze worden omgezet in fysieke dimensies. Materialen voor FDM omvatten polymeren zoals ABS, PLA, PETG en PEI, die de machine als draden door een verhitte nozzle voert.

Om een FDM-machine te bedienen, laad je eerst een rol van dit thermoplastische filament in de printer. Zodra de nozzle de gewenste temperatuur heeft bereikt, voert de printer het filament door de extrusiekop en nozzle.

De extrusiekop is verbonden met een drievoudige as-systeem dat het mogelijk maakt om te bewegen in de X-, Y- en Z-as. De printer extrudeert het gesmolten materiaal in draden en legt ze laag voor laag neer langs een pad dat wordt bepaald door het ontwerp. Nadat het is afgezet, koelt het materiaal af en vasteert. In sommige gevallen kun je een ventilator aan de extrusiekop bevestigen om het afkoelen te versnellen.

Om een oppervlak te vullen zijn meerdere passes nodig, vergelijkbaar met kleuren in een vorm met markers. Wanneer de printer een laag voltooid heeft, daalt het bouwplatform en begint de machine met het afdrukken van de volgende laag. In sommige machine-instellingen beweegt de extrusiehoofd omhoog. Herhaal dit proces tot het onderdeel voltooid is.

Wat zijn de printparameters van een FDM 3D-printer?

De meeste FDM-systemen laten je meerdere procesparameters aanpassen. Deze omvatten nozzle- en bouwplatformtemperaturen, bouwsnelheid, laagdikte en koelingventilsnelheid. Als je ontwerper bent, hoef je je doorgaans niet druk te maken over deze aanpassingen omdat je AM-operator ze waarschijnlijk al voor je regelt.

Belangrijke factoren om in te stellen zijn de bouwafmetingen en de vloerhoogte. Algemene bouwafmetingen voor bureaublad 3D-printers zijn 200 x 200 x 200 mm, terwijl industriële machines tot 1.000 x 1.000 x 1.000 mm kunnen gaan. Als je er de voorkeur aan geeft om een desktopcomputer te gebruiken om onderdelen te printen, kun je het grote model in kleinere delen verdelen en deze vervolgens weer samenstellen.

Typische laagdiktes voor FDM liggen tussen de 50 en 400 micrometer. Het printen van kortere lagen resulteert in soepelere onderdelen en vangt gekromde geometrieën nauwkeuriger op, maar door hogere lagen te printen kun je sneller en goedkoper onderdelen maken.