Fedezze fel az FDM / FFF nyomtatási folyamatát, felhasználási területeit, 3D nyomtatók fajtáit, a szeletelés (slicing) alapjait, legelterjedtebb filamentek (alapanyagok) típusait ebben a blogban

Az FDM (Fused Deposition Modeling), vagy más néven FFF (Fused Filament Fabrication) technológia az egyik legelterjedtebb és legolcsóbb 3D nyomtatási módszer, amely lehetővé teszi szilárd, tartós és komplex alakú tárgyak létrehozását. Az FDM technológia úgy működik, hogy egy fűtött fej megolvasztja a nyomtatószálat nagyon magas hőmérsékleten és egy vékony rétegben „rápréseli” egy nyomtatóasztalra, amely így rétegről rétegre felépíti a kívánt formát.

Tartalom:

• FFF nyomtatási folyamata
• FDM nyomtatási alkalmazások
• FFF nyomtatók fajtái
• A szeletelés (slicing) alapjai
• Nincs nyomtatóm, de szeretnék 3D nyomtatni
• Összefoglalás

1. FFF nyomtatási folyamata:

Az FFF nyomtatás három fő lépésből áll:

• A tervezés: A tervezés során egy 3D CAD /modellező programmal elkészítjük a nyomtatni kívánt tárgy digitális modelljét, amelyet STL vagy OBJ formátumban exportálunk (Ilyen szoftver pl.: A Blender, Autodesk Fusion 360 stb.)
• A szeletelés: A szeletelés során egy speciális programmal (pl.: Cura, Simplify3D stb.) beállítjuk a nyomtatási paramétereket, mint például a rétegvastagság, a sebesség vagy a hőmérséklet, és lebontjuk a modellt vékony rétegekre (szeletekre), amelyeket G-kód formátumban mentünk el.
• A nyomtatás: A nyomtatás során a G-kód fájlt betöltjük az FDM nyomtatóba, amely elkezdi felmelegíteni a fejet és az asztalt, majd követi az utasításokat és kinyomja az olvasztott anyagot a megfelelő helyre.

2. FDM nyomtatási alkalmazások

Az FDM technológia számos területen használható, ahol szükség van gyors, olcsó és egyedi tárgyak létrehozására. Néhány példa az FDM nyomtatás alkalmazásaira:

1) Prototípuskészítés 

A technológia segítségével könnyen és gyorsan lehet tesztelni különböző formák, méretek és funkciók hatékonyságát és megvalósíthatóságát. A technológia lehetővé teszi, hogy a tervezési fázisban gyorsan változtassunk a modellen, anélkül, hogy drága szerszámokat vagy fröccsöntést kellene használnunk. A nyomtatott prototípusok szilárdak és tartósak, így alkalmasak a mechanikai vagy környezeti tesztekre is. A technológia többféle anyagot és színt kínál a prototípuskészítéshez, így a termék kinézete és érzete is megfelelően szimulálható.

Szeretnék prototípust készíteni

2) Művészet és kultúra

Az FDM technológia lehetővé teszi a kreatív kifejezést és az egyedi műalkotások létrehozását, amelyek akár ki is állíthatók vagy el is adhatók. Számos művészeti ágban lehet alkotni, mint például a szobrászat, a festészet vagy a grafika. A technológia segítségével nemcsak új műveket lehet létrehozni, hanem régi műveket is megőrizni vagy rekonstruálni. Az eljárás hasznos eszköz lehet a művészettörténet tanulmányozásában is, hiszen lehetővé teszi az ókori vagy középkori műalkotások másolatának elkészítését és vizsgálatát. A technológia alkalmazásával új dimenziókat nyithatunk meg a művészet és kultúra területén.

Szeretnék művészeti maketteket készíteni

3) Oktatás és tudomány

 Az eljárás segítségével szemléltetni lehet különböző tudományos jelenségeket, modellezni lehet matematikai alakzatokat vagy anatómiai részeket, vagy akár tanulni lehet a 3D nyomtatás alapjait. Az FDM nyomtatással készült modellekkel könnyebben megérthetők a bonyolult vagy nehezen látható folyamatok, mint például a sejtosztódás, a molekuláris szerkezetek vagy a földtani rétegződés. A technológia alkalmazásával a diákok megértik és egyszerre élvezik azt amit tanulják.

Szeretnék oktatási maketteket készíteni

4) Építészeti makettek

Az FDM 3D nyomtatásnak felhasználási területe építészeti iparban, a koncepciómodellek építése. A folyamat lehetővé teszi az építészek számára az egyedi formák tervezését, ami kreatív lehetőségeket nyújt számukra. Az additiv gyártás a tervezők és az ügyfelek számára is előnyös, mivel lehetővé teszi számukra, hogy gyorsan és viszonylag olcsón változtassák meg a koncepciómodellt.

Szeretnék építészeti maketteket készíteni

5) Ipari gyártás

Egy FFF nyomtatóval nagy mennyiségű és minőségű alkatrészeket lehet előállítani alacsony költséggel és rövid idő alatt a hagyományos eljárásokhoz képest. A technológiát alkalmazzák az autóiparban, hiszen a nyomtatóval lehet karbonszálas filamentet nyomtatni, amely erős és könnyű.

Szeretnék ipari alkatrészeket készíteni

6) Litofán / 3D kép

A 3D kép / litofán egy fénykép 3D-s ábrázolása, amely csak hátulról megvilágítva látható. Egy szoftver segítségével létrejön a kép szürkeárnyalatos ábrázolása, majd a színtől függően kiszámított 3D-s nyomtatási magassággá alakítja. Ez lehetővé teszi, hogy meghatározott mennyiségű fény átjárjon. A litofánoknak különböző alakja lehet a 3D nyomtatásnak köszönhetően, igy akár egy lámpa is készíthető belőlük, és amikor bekapcsolja mindig láthatja a kinyomtatott képet.

Szeretnék egy 3D képet, litofánt

 3. 3D nyomtatók tipusai (FDM technológia):

1) Cartesian

Ez a leggyakoribb és legegyszerűbb FDM nyomtató típus, amely a három tengely (X, Y és Z) mentén mozgatja a nyomtatófejet vagy az ágyat. A nyomtatófej általában az X és Z tengelyen mozog, míg az ágy a Y tengelyen mozog. A Cartesian nyomtatók előnyei a könnyű összeszerelés, a megbízható működés. Hátrányuk viszont a kevés pontosság, a lassú sebesség és a sarkok elmosódása.

2) CoreXY

Ez egy fejlettebb FDM nyomtató típus, amely két szinkronizált szíjjal mozgatja a nyomtatófejet az X és Y tengelyen. A szíjak keresztezik egymást a nyomtató közepén, így egy stabil és gyors mozgást biztosítanak. Az ilyen nyomtatók előnyei a nagy sebesség, a stabil szerkezet és a pontos nyomtatás. Hátrányuk viszont, a magas ár és a nehezebb összeszerelés (persze ez csak akkor igaz ha nem egy összeszerelt nyomtatót veszünk).

3) Delta

Ez egy különleges FDM nyomtató típus, amely három párhuzamos kar segítségével mozgatja a nyomtatófejet minden irányban. A karok hossza változik egy központi vezérlő szerint. Az ilyen fajta nyomtatók nyomtatólapja kör alakú. A Delta nyomtatók előnyei a nagy építőmagasság, a nagyon gyors sebesség és a sima felületű nyomtatás. Hátrányuk viszont a nehéz kalibrálás és kis építőszélesség.

4. A szeletelés (slicing) alapjai:

A szeletelés a 3D nyomtatás egyik legfontosabb folyamata, hiszen itt változik a 3D modell egy olyan formátumra, amelyet a nyomtató érti is. Az FDM technológiánál a nyomtató a G-KÓD fájllal nyomtat, amelyet a szeletelőprogram csinálja a 3D modellből.

A szeletelés alapfogalmai:

• Rétegvastagság: A rétegvastagság az egyes nyomtatott rétegek magassága. Minél kisebb a rétegvastagság, annál simább és részletesebb lesz a nyomtatott tárgy felülete, de annál hosszabb ideig tart a nyomtatás. A beaállitás áltatlában a fuvóka átmérőjétől függ, a fuvóka átmérőjének 75%-ánál többet nem szabad (pl.: 0.4mm átmérőnél a max. rétegvastagság 0.3mm)
• Kitöltési arány: A kitöltési arány az a százalékos érték, amely megmutatja, hogy a nyomtatott tárgy belseje mennyire tömör vagy üreges. Minél nagyobb a kitöltési arány, annál erősebb és nehezebb lesz a nyomtatott tárgy, de annál több anyagot és időt igényel a nyomtatás.
• Hőmérséklet: A hőmérséklet az a hőfok, amelyen a nyomtatófej megolvasztja a filamentet és az ágy felmelegíti a nyomtatott rétegeket. A hőmérsékletet úgy kell beállítani, hogy optimális legyen az anyag olvadáspontjához és viszkozitásához. Ha a hőmérséklet túl alacsony, akkor a filament nem olvad megfelelően és nem tapad jól az előző réteghez. Ha a hőmérséklet túl magas, akkor a filament túl folyós lesz és elcsorbulhat vagy deformálódhat.
• Sebesség: A sebesség az a sebesség, amellyel a nyomtatófej mozog az X és Y tengelyen. Ha a sebesség túl alacsony, akkor a nyomtatás túl sok időt vesz igénybe és az anyag túl sokat hűlhet le. Ha a sebesség túl magas, akkor a nyomtatás pontatlanná válhat és az anyag nem tapad jól az előző réteghez.
• Támogatási struktúrák: A támogatási struktúrák olyan ideiglenes anyagrétegek, amelyek segítenek megtartani a nyomtatott tárgy alakját olyan részeknél, amelyek túlnyúlnak vagy lelógnak egy bizonyos szögben. A támogatási struktúrákat úgy kell kialakítani, hogy könnyen eltávolíthatók legyenek anélkül, hogy károsítanák a nyomtatott tárgyat.
• Retraction (Visszahúzás): A visszahuzás egy olyan beállitás ami szabályozza hogy két tárgy közöttimozgás során mennyi filamentet huzzon vissza az extruder, hogy ne legyenek hajszálak (lásd: 1.01-es képen). Az FDM technológiánál ez az egyik legkritikusabb beállítás, hiszen a hajszálaktól a nyomtatófejben lévő dugulásokig sok mindent okozhat. Ez mint a legtöbb beállitásnál ez is minden filamentnél különbözik.

5. Nincs nyomtatóm, de szeretnék nyomtatni:

Szeretnél nyomtatni, de nincs nyomtatód? Itt vagyunk érted!

Csak 3 lépéssel vagy közel az ötleted megvalósításához:

1. Keresd meg a modellt, amit ki szeretnél nyomtatni
2. Nézz meg hogy milyen filamentben szeretnéd, ha nem tudod, hogy milyenben akkor segítünk!
3. Küldd el a 3D modellt a következő "Árajánlatkérés" lapon keresztül
4. Rövid időn belül árajánlattal fordulunk hozzád
5. A nyomtatás után 2 munkanapon belül a helyedhez szállítjuk

6. Összefoglalás

Az FDM technológia egy sokoldalú és költséghatékony 3D nyomtatási módszer, amely lehetővé teszi a különböző formájú és funkciójú tárgyak létrehozását. A technológia előnyei közé tartozik a széles anyagválaszték, a könnyű használat, a környezetbarát működés és a viszonylag alacsony költség. Az FDM technológia hátránya közé tartozik a korlátozott felbontás. A technológia ideális választás hobbiisták, oktatók, kisvállalkozók és prototípusgyártók számára.