Экструзия материала: понимание моделирования методом наплавленного отложения (FDM) и его вариантов

Что такое экструзия материала?

Экструзия материала — это аддитивная производственная техника, которая использует непрерывную нить термопластика или композитного материала для построения 3D-деталей. Материал в виде пластиковой нити подается через экструзионную сопло, где он нагревается, а затем наносится на строительную платформу слой за слоем.

Экструзия материала сейчас является самым популярным аддитивным производственным процессом в терминах доступности для общего потребительского спроса и качества. Согласно ISO/ASTM 52900-2015, это один из 7 аддитивных производственных процессов. О других типах можно прочитать здесь.

Технология экструзии материала была впервые разработана в 1980-х годах С. Скоттом Крампом под зарегистрированным названием моделирования методом наплавленного отложения (FDM). Термин «моделирование методом наплавленного отложения (FDM)» и его аббревиатура FDM являются товарными знаками Stratasys Inc, компании, основанной Скоттом Крампом.

Подробное описание моделирования методом наплавленного отложения можно найти здесь

Фабрикация методом наплавленного волокна (FFF) — это другой тип, попадающий в эту категорию, разработанный участниками проекта RepRap, который не ограничен в использовании другими. Вы можете прочитать всё о RepRap здесь. Это также называется Пластиковым струйным печатью.

Следующее видео от Solid Concepts явно описывает процесс экструзии материала

Преимущества и недостатки экструзии материала

Преимущества

• Широкий выбор печатающего материала
• Легко понимаемая техника печати
• Простой и удобный способ смены материала
• Низкие начальные и эксплуатационные затраты
• Сравнительно быстрое время печати для мелких и тонких деталей
• Точность печати +/- 0.1 мм (+/- 0.005 дюйма)
• Не требует надзора
• Малый размер оборудования по сравнению с другими AM
• Сравнительно низкотемпературный процесс

Недостатки

• Видимые слойные линии
• Экструдер должен продолжать движение, иначе материал набухнет
• Могут потребоваться поддерживающие структуры
• Низкая прочность детали вдоль оси Z (перпендикулярно строительной платформе)
• Более тонкое разрешение и более широкая площадь увеличивают время печати
• Чувствительно к искривлению и другим проблемам температурных флуктуаций, таким как деламинация
• Токсичные печатающие материалы