FDM technologie (Fused Deposition Modeling)

Jak vlastně 3D tiskárna tiskne? Co je to technologie FDM a jak funguje? Je důležitá minimální tloušťka trysky? A jaký význam to má právě pro vaše modely, které v CADu vytváříte? Podíváme se podrobně v dnešním článku.

fdm-technologie-intro

Pokud se zajímáte o moderní technologii 3D tisku a čtete tento článek, nejspíš jste také nedávno zavítali do Brna na strojírenský veletrh, který se poslední roky intenzivně zabývá tímto odvětvím. Na veletrhu bylo k vidění mnoho druhů 3D tiskáren v akci, a mohli jste si osahat výrobky, které byly často vytištěny přímo na výstavišti. I když 3D tiskárna vypadá při samotném tisku jako jednoduché zařízení, stále není pro zatím natolik uživatelsky jednoduchá, jako běžná laserová 2D tiskárna, kde stačí poslat cokoliv do tisku a než se k tiskárně natáhneme, je už vše vytištěno. U 3D tiskárny je stále nutnost nastavit mnoho parametrů manuálně, k čemuž je zapotřebí určité know how a zkušenosti. Při absenci těchto znalostí je možné, že místo svého modelu najdete za deset hodin v tiskárně pouze chuchvalec roztavené struny. Na internetu můžete najít spoustu návodů, jak s tiskárnou zacházet, ale tipů a triků z vlastních zkušeností už bohužel tolik nenajdete. Pokud Vás tedy do světa 3D tisku někdo nezasvětí, čekají Vás dlouhé hodiny pokusů a omylů.

Dnes Vám obecně popíši princip a proces FDM(FFF) 3D tiskárny a v příštích dílech Vám prozradím důležité informace, které je dobré dodržovat.

fdm-technologie

Podstata FDM

Začněme tedy podstatou technologie FDM(FFF) tedy tavením plastové struny skrze rozehřátou trysku. Na této bázi funguje drtivá většina stolních tiskáren ať už hobby, nebo profesionální kvality. Důležitou podstatou této technologie je způsob nanášení materiálu. Musíme si totiž uvědomit, že šířka tlačeného vlákna za tryskou není stejná jako výška nanášené vrstvy. Šířka tlačeného vlákna je dána vždy tloušťkou trysky, která bývá nejčastěji pouze 0,4 mm. ADEON disponuje výměnným systémem trysek a máme tak možnost použít rozsah trysek od 0,25 mm (na detaily), tak až 0,8 mm (na velké koncepční modely). Pokud vlastníte 3D tiskárnou od společnosti Ultimaker, tak si pro výměnu trysek stačí dokoupit sadu „Olsson block“. Po výměně trysky tak můžete pracovat i se šířkou vlákna. U výšky je tomu však jinak. Výška tisku se pohybuje v rozmezí 0,05 mm až cca do 0,4 mm. Tyto hodnoty zadáváte při nastavení tisku a jsou způsobeny mezerou mezi tryskou a modelem a rychlostí průtoku materiálu tryskou.

Potřebujete pomoct s tiskem? 3D tisk nabízíme také jako službu.

Pojďme tyto funkce využít pro svůj prospěch a při vkládání modelu do tisku se ho pokusme vždy umístit tak, abychom využili schopnost tisknout s velice jemnými detaily ve správném směru. Příklad: když potřebuji tisknout malý šroub se závitem, tiskněte ho na stojato. Pokud by se tiskl na ležato, tiskli byste tloušťku závitu min. tloušťkou trysky tedy 0,4mm. Pokud ho postavíte, závit můžete ho jednak tisknout s přesností až na 0,05mm a hlavně bude disponovat více vrstvami, takže bude pevnější. Správnou orientací tak docílíte 8 krát jemnějšího tisku a závit bude pevnější. S tímto musí člověk při každém tisku počítat a zohlednit to. Omezení nastává, pokud jsou na modelu detaily v řádech desetin milimetru ve všech třech osách. V tom případě budeme totiž nuceni volit jinou a dost pravděpodobně i dražší technologii tisku. Každá technologie 3D tisku, má své limity. K tisku detailů je určena technologie SLA, ale o tom zase jindy.

3dtisk-0-3mm
Výška vrstvy 0,3mm
3dtisk-0-05mm
Výška vrstvy 0,05mm

Jdeme tisknout?

V předchozím článku jsme si řekli, jak připravit data pro tisk a dnes přijdeme poprvé do styku s 3D tiskárnou. Nyní je velice důležité, jakou přesně 3D tiskárnu máte Vy doma, ale vydejme se opět tou zlatou střední cestou, která je nejběžnější. V minulém článku jsme si tedy exportovali data do formátu .stl a přesuneme si je nyní na SD kartu, kterou vložíme z PC do 3D tiskárny a tiskárnu zapneme. Vždy doporučuji tisk z SD karty, protože tisk přímo z počítače za pomocí kabelu je velké riziko a to obzvláště při tisku trvajícím desítky hodin. Přerušení signálu a nedokončení tisku může nastat hned z několika důvodů.

Před samotným započetím tisku je zapotřebí udělat několik základních věcí, které jsou specifické podle konkrétního druhu tiskárny. Jedná se především o vložení plastové struny, příprava povrchu podložky a její kalibrace, atd.

Máme vše připraveno a nyní se ukáže, zda jsme správně nastavili vložení modelu, vygenerování podpor se správnými parametry, nastavení rychlosti tisku, teploty trysky a podložky, výšky vrstvy, atd. Postupně společně nahlédneme pod pokličku těchto témat. Už teď si asi uvědomujete, že ke komerční obsluze 3D tiskárny je zapotřebí operátor se zkušenostmi s Vaší technologii tisku. Čím více zkušeností a vědomostí, tím úspěšněji pak tisknete.

Dnes jsme samotný tisk pouze nakousli, a proto se k němu příště ještě vrátíme…

 

 

Sdílet článek
Zbyněk Pohořelský
Technický CAD konzultant ve společnosti Adeon CZ. Připravuji pro vás články především k tématice 3D tiskařiny. Tedy přípravy modelu a tiskárny, výběr materiálu a podobně. Potkat mě můžete v brněnské kanceláři Adeonu.