Technologii, które można wykorzystać podczas drukowania przestrzennego jest wiele. To jaką metodę wybierzemy jest uzależnione od materiału, z którego ma powstać gotowy obiekt. Różnorodność materiału wpływa na własności otrzymanego obiektu, dlatego ważne jest określenie właściwości, jakie ma wydrukowany detal spełniać.
Najpopularniejszą metodą drukowania 3D jest technologia FDM/FFF, która do tworzenia obiektów wykorzystuje termoplasty tworzywa sztuczne. W niniejszym artykule skupimy się na opisaniu technologii FDM/FFF, a w szczególności przedstawimy szczegółowy opis procesu, dzięki któremu powstają finalne obiekt. Określimy rodzaje materiałów wykorzystywanych przy produkcji elementów w tej technologii oraz przyjrzymy się obszarom, gdzie takowa metoda wytwarzania najczęściej znajduje zastosowanie.
Co to jest technologia FDM/FFF?
Technologia FDM/FFF to jedna z najbardziej popularnych metod druku przestrzennego, należąca do technologii przyrostowych, podczas których materiał w postaci pręta nawiniętego na szpulę wytłaczany jest z głowic drukujących. Każda osoba rozpoczynająca swoją przygodę z drukiem przestrzennym rozpoczyna swoją pracę właśnie od metody FDM/FFF, ponieważ jest ona niezwykle prosta, a filamenty stosowane do druku 3D charakteryzują się łatwością użycia, szerokim wachlarzem właściwości oraz niską ceną.
Filamenty stosowane w FDM/FFF
Technologia FDM/FFF do produkcji obiektów wykorzystuje termoplasty w formie żyłki, które są dostępne w różnych wariantach średnic. Filamenty różnią się względem siebie, zatem powinny zostać dobrane w oparciu o zastosowanie finalnego wyrobu, który chcemy uzyskać. To, jaki filament wybierzemy będzie definiować właściwości wytworzonego obiektu.
Do najpopularniejszych materiałów stosowanych w technologii FDM/FFF należy ABS, który charakteryzuje się wysoką odpornością mechaniczną oraz niską ceną. Najczęściej stosuje się go do tworzenia przedmiotów wykorzystywanych w przemyśle oraz prototypowania.
Filament PLA to przyjazny dla środowiska, biodegradowalny materiał wytwarzany ze skrobi kukurydzianej lub trzciny cukrowej. Jest bardzo łatwy w użytku i prosty w obróbce, a jego główną zaletą jest to, że nie wymaga podgrzewanej komory roboczej drukarki 3D. Przedmioty wytwarzane z PLA to najczęściej modele pokazowe i edukacyjne.
PET-G to filament, który łączy właściwości ABS i PLA, zatem jest niezwykle prosty w użyciu, łatwo obrabialny oraz charakteryzuje się wysoką odpornością mechaniczną i termiczną.
Ostatnim z najchętniej używanych filamentów w technologii FDM/FFF jest nylon, który stosuje się do drukowania elementów konstrukcyjnych. Ten rodzaj materiału charakteryzuje się wysoką udarnością oraz wytrzymałością na rozciąganie. Jego wadą jest to, że łatwo pochłania wilgoć z otoczenia, zatem przed procesem druku 3D powinien zostać poddany procesowi suszenia.
Jak wygląda technologia FDM/FFF?
Drukowanie obiektów z termoplastów rozpoczyna się od umieszczenia w drukarce filamentu w postaci żyłki nawiniętej na szpulę. Po uzyskaniu przez układ wytłaczania wymaganej dla określonego materiału temperatury, wprowadza się go do głowicy drukującej, gdzie następuje jego uplastycznienie.
Półpłynny materiał jest wytłaczany przez dyszę oraz nanoszony warstwa po warstwie za pomocą głowicy drukującej, która porusza się nad stołem roboczym, tworząc w ten sposób nasz wyrób. Wytłoczony materiał ulega wychłodzeniu, przez co następuje jego zestalenie. Bardzo ważne, aby pamiętać, by w przypadku materiałów takich jak ABS nie dokonywać chłodzenia zbyt szybko, ponieważ grozi to uszkodzeniem wydruku 3D.
Głowica porusza się w układzie XY, zatem po wykonaniu pierwszej warstwy stół roboczy obniża się o wcześniej ustaloną wysokość warstwy, a głowica drukująca nanosi kolejną warstwę. Etap powtarza się wielokrotnie, aż do uzyskania gotowego obiektu. Proces może trwać od kilku minut po nawet kilka dni, w zależności od specyfiki drukowanego obiektu.
