FDM 3D baskının temellerini öğrenmek ister misiniz? Bu makale, FDM teknolojisinin altında yatan ilkeleri araştırıyor ve hızlı prototipleme için neden uygulanabilir ve uygun maliyetli bir seçenek olduğunu açıklıyor. 3D baskı seçeneklerine bakarken bilinçli bir karar vermek için en son 3 boyutlu baskı teknolojisi hakkında fikir edinmek için okumaya devam edin.
İçindekiler
Büyüyen FDM 3D baskı pazarı
FDM 3D baskı teknolojisinin kapsamlı bir şekilde anlaşılması
FDM 3D baskı yönteminin avantajları ve dezavantajları
FDM 3D baskı uygulamaları
Büyüyen FDM 3D baskı pazarı
Küresel 3D baskı pazarı ABD doları değerindeydi13.84 milyar ve 2021 ile 20.8 arasında %2020 yıllık bileşik büyüme oranında (CAGR) büyüyeceği tahmin ediliyor. 2030D baskıda Ar-Ge'ye yapılan önemli yatırımlar ve otomotiv, sağlık, ve savunma sanayileri.
FDM 3D baskı, daha düşük maliyetle yüksek performansı sayesinde son yıllarda popülaritesini artırdı ve işletmeleri takımlama süreçlerinde %50'ye varan tasarruf sağladı. Diğer avantajlar arasında hızlı prototipleme, isteğe bağlı baskı, tasarım esnekliği, minimum atık vb. yer alır.
temelleri hakkında bilgi edinmek için okumaya devam edin. FDM 3D teknolojisi, özellikleri ve diğer baskı yöntemlerine göre avantajları.
FDM 3D baskı teknolojisinin kapsamlı bir şekilde anlaşılması
3D baskı için FDM teknolojisi nedir?
Erimiş biriktirme modellemesi (FDM), malzemelerin bir nozülden ekstrüde edilmesini ve üç boyutlu nesneler üretmek için birleştirilmesini içeren bir eklemeli üretim tekniğidir. Beton ve gıda 3D baskısı ile karşılaştırıldığında, standart FDM işlemi diğer malzeme ekstrüzyon tekniklerinden farklıdır. Termoplastikleri, genellikle filamentler veya peletler biçiminde, hammadde malzemeleri olarak kullanır.
Tipik olarak, bir FDM 3D yazıcı polimer bazlı filamanı ısıtılmış bir ağızlıktan iterek malzemeleri eritir; malzemeler daha sonra yapı platformunda 2B katmanlarda biriktirilir. Bu katmanlar sonunda 3B parçalar oluşturmak için birleşir.
Genel olarak, bir FDM yazıcı, 3B yazdırmanın en hızlı yoludur ve erişilebilir ve verimlidir. Bu yazıcılar, reçine 3D yazıcılardan daha kolay kullanımları ve SLS gibi toz bazlı muadillerinden daha ucuz olmaları nedeniyle 3D baskı pazarına hakimdir.
FDM teknolojisi ne zaman tanıtıldı?
FDM şu anda en yaygın kullanılan 3D baskı tekniği olmasına rağmen, yaratılan ilk 3D teknik değildi. Stereolitografi (SLA) ve seçici lazer sinterleme (SLS) patentlerinin alınmasından birkaç yıl sonra, Scott Crump 1989'da ilk FDM patentini sundu.
FDM teknolojisi yalnızca ticari olmayan kullanıcılar arasında popülerdi, örneğin Bath Üniversitesi'ndeki akademisyenler, öncelikle kendi kendini kopyalayan cihazlar yaratmakla ilgileniyorlardı. Ancak FDM patenti 2009'da sona erdi ve bu teknolojiye öncülük eden kişiler, 3D'yi ticarileştirmek için MakerBot Industries'i kurdu. yazıcılar.
FDM 3D baskı nasıl çalışır?
An FDM 3D yazıcı, tam bir parça elde edene kadar erimiş filament malzemeleri bir yapı platformu üzerine katman katman yerleştirerek nesneler oluşturur. Fiziksel boyutları elde etmek için makineye yüklenen dijital tasarım dosyalarını kullanırlar. Bu yazıcılar, ısıtılmış bir memeden iplikler halinde aktarılan PLA, ABS, PEI ve PETG gibi polimerleri kullanır.
Yazıcıyı başlatmak için yazıcıya bir termoplastik filament makarası yüklenir. Meme istenen sıcaklığa ulaştığında, filaman bir ekstrüzyon başlığı ve memeden geçer.
Bu ekstrüzyon kafası üç eksenli bir sisteme bağlıdır ve X, Y ve Z eksenleri boyunca hareket edebilir. Makine daha sonra erimiş malzemeyi ince stantlar halinde ekstrüde eder, önceden belirlenmiş tasarıma göre katman katman biriktirir. Sonunda, malzeme soğur ve katılaşır.
Bir projeyi bitirmek için birkaç geçiş gerekir. Oluşturma platformu aşağı iner ve yazıcı önceki katmanı bitirdikten sonra sonraki katman üzerinde çalışmaya başlar. Bazı makinelerde ekstrüzyon kafası parça tamamlanana kadar aşağı yukarı hareket eder.
FDM 3D baskının özellikleri nelerdir?
FDM 3D olmasına rağmen yazıcılar marka ve modele bağlı olarak parça kalitesi ve ekstrüzyon sistemleri açısından farklılık gösterir, her FDM yazıcısında birkaç özellik tutarlıdır.
1. Hız ve sıcaklık oluşturun
Hemen hemen tüm FDM sistemleri, kullanıcıların sıcaklığı, yapı hızını, soğutma fanı hızını ve katman yüksekliğini gerektiği gibi değiştirmesine izin verir. Bunlar tipik olarak baskı hizmeti sağlayıcısı tarafından belirlenir ve malzemeye göre değişir.
2. Hacim oluşturun
Derleme hacmi, yazıcının oluşturabileceği parçanın boyutunu ifade eder. Bir DIY 3D yazıcı tipik olarak 200 x 200 mm yapı hacmine sahipken, endüstriyel bir makine 1000 x 1000 x 1000 mm yapı hacmine sahip olabilir. Kullanıcılar, satın almadan önce yazıcının yapı hacmini ve önerilen tasarımı göz önünde bulundurmalıdır. Bununla birlikte, büyük modeller daha küçük parçalar halinde de basılabilir.
3. katman yapışması
FDM baskıda, bir parçanın biriken katmanları arasında sıkı bir yapışma esastır. Daha önce yazdırılan katman, yazıcının nozuldan ekstrüde ettiği erimiş termoplastik ile kaynaştırılır. Bu katman, yüksek basınç ve sıcaklık altında yeniden eriyerek önceki katmanla yapışmasını sağlar.
Ek olarak, erimiş malzemenin şekli, daha önce basılmış olan katmana bastırdıkça oval bir şekle dönüşür. Hangi katman yüksekliği kullanılırsa kullanılsın, FDM parçaları her zaman dalgalı bir yüzeye sahiptir ve dişler veya küçük delikler gibi küçük özelliklerin sonradan işlenmesi gerekebilir.
4. Katman yüksekliği
Bir FDM makinesinde katman yüksekliği 0.02 mm ile 0.4 mm arasında olabilir. Daha pürüzsüz parçalar üretilir ve kavisli geometriler, daha düşük katman yükseklikleriyle doğru bir şekilde yakalanır. Öte yandan, daha yüksek katman yüksekliğine sahip parçaların basılması daha hızlı ve daha ucuzdur. 0.2 mm'lik bir katman yüksekliği tipik olarak zaman, maliyet ve kalite arasında iyi bir dengedir.
5. Dolgu ve kabuk kalınlığı
FDM yazıcıları tipik olarak baskı süresini hızlandırmak ve malzeme israfını hızlandırmak için katı parçalar üretmez. Bunun yerine yazıcı, dolgu olarak bilinen iç kısmı dahili, düşük yoğunluklu bir yapıyla doldurmadan önce kabuğun dış çevresini birkaç kez izler.
Basılı parçaların mukavemeti, dolgu ve kabuk kalınlığı ile belirlenir. Çoğu masaüstü FDM yazıcının varsayılan dolgu yoğunluğu %20 ve kabuk kalınlığı 1 mm'dir. Bu, hızlı baskılar için mükemmel bir güç ve hız dengesi sağlar.
6. Çarpma
Eğilme, en yaygın FDM kusurlarından biridir - ekstrüde edilmiş malzemeler katılaştığında boyut olarak küçülür. Ayrıca basılan parçanın farklı bölümleri farklı hızlarda soğur ve boyutları da farklı hızlarda değişir. Bu diferansiyel soğumanın getirdiği iç gerilim oluşumu nedeniyle, alttaki katman yukarı doğru hareket eder ve bükülür.
Bununla birlikte, eğrilmeyi önlemek için çeşitli yöntemler vardır. Yaklaşımlardan biri, sistemin sıcaklığını, özellikle yapı platformunu ve odasını yakından izlemektir. İkinci adım, yapı platformu ile parça arasındaki yapışmayı iyileştirmektir.
FDM 3D baskı yönteminin avantajları ve dezavantajları
Avantajlar
Performans
- Reçine 3D yazıcılar gibi diğer yöntemlerin aksine, FDM yazıcılar herhangi bir boyuta kolayca ölçeklendirilebilir, tek kısıtlama her bir köprünün hareketidir.
- Baskı malzemeleriyle ilgili olarak, FDM filamentleri, özellikle SLS ve reçine baskı gibi diğer yöntemler için gereken malzemelerle karşılaştırıldığında ekonomiktir.
- Rakipleriyle karşılaştırıldığında, FDM yazıcıları daha esnektir. Yalnızca birkaç iyileştirme ve modifikasyonla, malzemenin reçine veya ince bir toz olması gereken diğer yöntemlerle mümkün olmayan çok çeşitli termoplastik malzemeleri basabilirler.
Baskı kalitesi
- FDM yazıcısı esnektir ve farklı FDM malzemelerini barındırabilir. Filament tipini değiştirerek değişen özellik ve görünümlere sahip parçalar oluşturabilir.
- Baskı kalitesi yalnızca görünümü değil aynı zamanda mekanik performansını da ifade eder. Kırılgan reçine 3D baskılarla karşılaştırıldığında, FDM sağlam ve dayanıklı parçalar üretir.
- FDM yazıcıları aynı zamanda çok yönlüdür, çünkü baskı kalitesi hız ve el becerisi için feda edilebilir, bu da onları hem estetik açıdan hoş hem de işlevsel parçalar yaratmak için ideal bir araç haline getirir.
Dezavantajlar
- FDM 3D baskı, küçük boyutlu parçaların üretimi için en uygun olanıdır, ancak bitmiş ürünlerin pürüzlü yüzeyleri olması muhtemeldir ve daha pürüzsüz bir yüzey elde etmek için sonradan işlemeye ihtiyaç duyarlar.
- FDM yazıcılar filamentleri katman katman yerleştirdiğinden, kırılmaya eğilimlidirler ve bu da baskıların anizotropik olmasına neden olur.
- FDM baskı, maliyetleri artırabilen destek yapılarının kullanılmasını gerektirir.
FDM 3D baskı uygulamaları
mimari modelleme: 3D yazıcılar, geleneksel yöntemlere göre daha hızlı ve nispeten daha ucuz oldukları için mimari modeller oluşturmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir rulo filament, üç ila dört model üreterek maliyet tasarrufu sağlayabilir.
Otomotiv üretimi: 3D baskı, arabanın iç yapısını tasarlamak için yaygın olarak kullanılır. Kullanıcılar, 3B yazılımı kullanarak otomobil üretimi için hassas ölçümler oluşturabilir.
cerrahi modeller: FDM 3D teknolojisi, doktorların hastanın kopyası olan organları sağlayarak ameliyatları daha iyi planlamasını sağladı. Kesin bir yapıya sahiptirler, içi dolu veya içi boş yapılabilirler ve saatler içinde basılabilirler.
