Proces tisku FDM: Výroba na míru vašim požadavkům

Čtyři role filamentu, včetně čtyř obrobků 3D vytištěných z příslušného filamentu.

Tiskový proces FDM se stal jednou z klíčových technologií 3D tisku - ale co se za ním vlastně skrývá?

Tisk pomocí taveného depozičního modelování (FDM) umožňuje výrobu fyzických objektů zpracováním roztaveného plastového vlákna vrstvu po vrstvě. Tento proces je také známý jako fused filament fabrication (FFF).

Tisk FDM lze využít v mnoha oblastech, od průmyslových prototypů až po hobby aplikace, protože tento proces kombinuje snadné použití s všestranností.

Společnost igus nabízí uživatelům procesu tisku FDM speciálně vyvinutá vlákna z vysoce výkonných plastů pro zpracování na standardních 3D tiskárnách. Tyto materiály jsou odolnější než běžné plasty a jsou ideální pro díly odolné proti opotřebení v pohyblivých aplikacích.

Objevte na této stránce:

FDM tisk v praxi Výhody a omezení Materiály pro tisk FDM Jak funguje proces tisku FDM?Co je důležité při plánování Typické výzvy

Kde se používá proces tisku FDM?

Tavné nanášení se používá jako výrobní proces pro komponenty v mnoha různých oblastech použití, včetně:

Plnicí a balicí stroje: Například pro jednotlivé obraceče výrobků na dopravních pásech.
Vytváření prototypů: Pro rychlé testovací série a vývoj designu
Strojírenství a strojírenství: Nástroje, zařízení, výměna frézovaných plastových dílů
Letectví a kosmonautika: Lehké a složité geometrie pro simulace nebo testovací komponenty.
Automobilový průmysl: Funkční prototypy, držáky a malé série
Zdravotnická technika: Modely a prototypy na míru pro plánování chirurgických zákroků
Hobby & DIY: Aplikace, jako je navrhování šperků, výroba modelů a dekorativních předmětů pro domácnost.

FDM tisk v praxi

Bezúdržbová chapadla z 3D tisku

Společnost Carecos Kosmetik GmbH potřebovala výrobní chapadla, která uchopí víka a našroubují je na nádoby. Dříve se tato chapadla frézovala z hliníku, což bylo spojeno s náklady až 10 000 eur na jedno chapadlo a výrobní dobou šesti týdnů. Díky tribologicky optimalizovanému 3D tiskovému vláknu iglidur i150 byla společnost igus schopna dodat rychlé a cenově výhodné řešení. Plastová chapadla jsou lehčí, až 50krát odolnější proti opotřebení a lze je vytisknout během 10 až 12 hodin. Výsledek: 85% úspory nákladů a o 70% rychlejší výroba. Ideální pro flexibilní výrobu v široké škále průmyslových odvětví.

3D tištěné chapadlo, které přišroubuje malá víčka na nádobky s kosmetikou.

Obraceč výrobků z igliduru i150 pro plnění nápojů

V nápojovém průmyslu se dříve vyráběly obraceče výrobků z ocelových drátů nebo vyfrézovaných bloků materiálu, což s sebou neslo vysoké náklady, velké množství odpadního materiálu a dlouhé dodací lhůty. igus vyvinul 3D tištěnou alternativu vyrobenou z vlákna iglidur i150. Vytištěný obraceč plechovek má speciální spirálovitou strukturu, která přesně otáčí plechovky a připravuje je k bezchybnému plnění. Součástka nabízí stejné funkce jako předchozí řešení, ale snižuje výrobní náklady až o 70%. Umožňuje zpracovat až 60 000 plechovek za minutu, je bezúdržbová a její konstrukci lze flexibilně přizpůsobit jakékoli velikosti plechovek.

Obraceč výrobků, sestavený na dopravním pásu, a plechovky, které procházejí obracečem a díky tvaru obraceče se otáčejí o 180°.

Kluzáky pro plovoucí sekačky

Plovoucí sekačky odstraňují trávu z jezerních břehů. Jejich žací nože byly napínány kovovými kluzáky, které se vlivem nečistot a vlhkosti rychle opotřebovávaly a měnily se třikrát za sezónu. Náhradní díly byly velmi drahé. Díky 3D tištěným kluzákům z igliduru i180 vznikla robustní a cenově výhodná alternativa. Součásti jsou až 15krát úspornější, 50krát odolnější proti oděru a díky obsaženým pevným mazivům fungují bez mazání. 3D tisk FDM také umožňuje rychlé a flexibilní dodávky, což výrazně snižuje nároky na údržbu a celkové náklady.

Detail řezacího nože se sestavenými plastovými jezdci vytištěnými ve 3D.

Ilustrace tiskové hlavy FDM tisknoucí otazník.

Spolupráce při hledání nejlepšího řešení pro váš projekt

Který výrobní proces je nejvhodnější pro vaše požadavky?

Zjistíme to společně! Naši odborníci vám osobně poradí a rádi vám pomohou vybrat ideální řešení pro vaši individuální aplikaci.

Klikněte zde pro kontaktní poptávku

Výhody procesu tisku FDM

Válcová součást na míru vyrobená z černého vlákna i150 pomocí procesu FDM.

Pokud jde o rychlé výsledky a snadnou manipulaci, je proces FDM osvědčenou volbou:

Všestranný výběr materiálů: igus nabízí širokou škálu plastů odolných proti opotřebení, včetně potravinářských, chemicky a tepelně odolných materiálů: Kromě standardních plastů, jako jsou PLA a ABS, které se používají i při vstřikování, lze použít i vysoce výkonné polymery.
Možnost vícebarevného tisku a použití více materiálů: Při tisku FDM lze v jednom tiskovém procesu kombinovat různá vlákna a tisknout tak součásti s různými specifikacemi.
Snadné použití: Jednoduché ovládání většiny 3D tiskáren činí tento proces atraktivním zejména pro začátečníky.
Rychlá výroba: Malé součásti se tisknou rychle - ideální pro prototypy a malé série.
Nákladová efektivita: Tiskárny FDM jsou často cenově výhodnější na pořízení a provoz než jiné systémy. Materiály jsou levné a snadno dostupné, což udržuje nízké provozní náklady. Metoda také zaujme čistým procesem - bez ochranných pomůcek nebo dalších zařízení, jako jsou ultrazvukové čističky.

Komponent na míru vyrobený z modrošedého vlákna iglidur A350, který byl vyroben procesem FDM.

Limity tisku FDM

Ačkoli je proces tisku FDM velmi univerzální, v určitých oblastech naráží na své limity:

Nižší úroveň detailů: V porovnání s procesy, jako je SLA nebo SLS, jsou viditelné linie vrstev a snížená přesnost.
Následné zpracování: V závislosti na požadavcích na kvalitu povrchu mohou podpůrné struktury a linie vrstev vyžadovat další zpracování, např. broušení nebo lakování.
Omezený objem výroby: FDM je pro sériovou výrobu méně ekonomický. Pro velké objemy nabízí vstřikování jasné výhody z hlediska rychlosti a nákladů na součást.

Kdy má který postup smysl?

Někdy složité geometrie, vyšší úroveň detailů nebo výjimečně odolné komponenty vyžadují jinou technologii 3D tisku.Společnost igus nabízí služby 3D tisku komponent na míru pomocí procesů FDM, SLS a DLP. ⯈ Další informace o službě 3D tisku

Následující tabulka porovnává tisk FDM s těmito dalšími technologiemi:

Kritérium	FDM	SLS	DLP
Přesnosti a tolerance	Méně přesné	Přesně tak	Velmi přesné
Kvalita povrchu	Viditelné vrstvy	Hladké, téměř žádné linie vrstvy	Velmi hladký
Mechanické vlastnosti	Vyšší anizotropie pevnosti, k dispozici materiál vyztužený vlákny	Pouze mírná anizotropie	Velmi homogenní struktura, izotropní pevnost
Možné složité tvary?	Omezené, nutné podpůrné struktury	Velmi dobré, nejsou nutné žádné podpůrné konstrukce	Velmi dobré, možné jemné detaily
Doba trvání tisku	Rychle pro jednotlivé položky	Rychle při větším množství	Rychle při větším množství
Cena	Cenově výhodné	Středně drahé	Spíše vyšší náklady
Speciální funkce ve společnosti igus	Možnost tisku velkých dílů, více materiálů	Velkosériová výroba, vysoká rozměrová přesnost	Možnost extrémně jemných detailů

Další vysvětlení

Anizotropie popisuje specifikace materiálu v závislosti na směru.

V případě tisku FDM vede vrstvená struktura k rozdílům ve stabilitě, zejména mezi rovinou tisku (X/Y) a vertikálním směrem (Z).

Ve směru Z má součást často nižší pevnost v důsledku slabší přilnavosti vrstev.

V důsledku toho by měla být orientace součásti zvolena tak, aby zatížení bylo pokud možno ve stabilnějším směru.

Izotropie znamená, že materiál reaguje ve všech směrech stejně - bez ohledu na směr zatížení.

V případě tisku FDM to není dáno přírodou, protože vrstvy jsou k sobě spojovány různě. Optimalizované parametry tisku a cílené zarovnání pomáhají podpořit izotropní chování.

Materiály pro tisk FDM

Správná volba materiálu rozhoduje o výkonu 3D tištěné součásti. V případě tisku FDM sahá spektrum od snadno zpracovatelných standardních vláken až po vysoce výkonné plasty, které splňují i ty nejnáročnější požadavky.

Standardní materiály

Nejčastěji se používají vlákna jako PLA a PETG.
PLA je uživatelsky přívětivý, biologicky odbouratelný a ideální pro dekorativní předměty nebo jednoduché prototypy.
PETG je robustní, odolný proti vlhkosti a vhodný zejména pro vnitřní a venkovní použití.

Technické plasty

Vlákna z materiálů, jako je ABS, PC, PA nebo dokonce PEEK, jsou vhodná pro specializovanější požadavky.
Nabízejí vysokou mechanickou stabilitu, houževnatost a odolnost vůči chemikáliím a UV záření.
Plasty vyztužené skelnými a uhlíkovými vlákny se používají pro lepší zpracovatelnost, vyšší pevnost a atraktivnější povrch.

Role vlákna iglidur i150-BL na černém pozadí.

Tribofilament igus odolný proti opotřebení

POM, PE a PA zaujmou dobrými kluznými vlastnostmi a rozměrovou stálostí, ale jejich zpracování při 3D tisku je obtížné nebo dokonce nemožné. igus nabízí snadno zpracovatelnou alternativu k těmto plastům v podobě svých iglidur filamentů. Pro aplikace, kde běžné technické plasty narážejí na své limity, například u trvale se pohybujících dílů nebo při vysokém tření, nabízí igus různá filamenta s mimořádně vysokou odolností proti opotřebení. Objevte rozsáhlý sortiment, od snadno zpracovatelných univerzálních vláken až po řešení pro náročné podmínky použití.

Přejít do obchodu s vlákny

Jak funguje proces tisku FDM? Pohled na technologii

Schematické znázornění procesu tzv. strand deposition, na kterém jsou označeny jednotlivé zóny a části tiskárny, které se zásadně podílejí na procesu FDM tisku.

Tiskový proces FDM funguje na jednoduchém principu: zahřáté plastové vlákno se roztaví a vytlačuje vrstvu po vrstvě, dokud není objekt zcela vytvořen.

Podávání materiálu: Plastové vlákno se odvíjí z cívky a rovnoměrně se přivádí do tiskové hlavy 3D tiskárny.
Zpracování materiálu: Filament se v tiskové hlavě zahřeje na teplotu 190 °C až 450 °C v závislosti na materiálu a v roztavené formě se uvolní jako jemné vlákno (vytlačí se).
Struktura vrstev: Tisková hlava se pohybuje přesně po dráze určené 3D modelem a nanáší roztavený materiál vrstvu po vrstvě. Rychlé ochlazení způsobí, že plast okamžitě ztuhne a jednotlivé vrstvy se spojí. Takto je součástka vytvářena krok za krokem.

Co je důležité při plánování tisku FDM

Klíčem k úspěšnému tisku dílů metodou FDM je dobré plánování. Níže najdete nejdůležitější body pro ideální přípravu.

Výběr materiálu

Výběr vlákna by měl vycházet z požadavků aplikace, např. pevnost součásti, odolnost proti oděru nebo teplotní odolnost.

Konstrukce a parametry tisku

Pro optimální kvalitu tisku je zásadní výběr vhodných parametrů tisku: Průměr trysky, výška vrstvy, tloušťka stěny, struktura výplně a úroveň výplně by měly být pečlivě zvoleny v závislosti na aplikaci. Velké rovné plochy mají často tendenci se deformovat. Konstrukční řešení, jako jsou filety (vnitřní poloměry), mohou pomoci snížit vnitřní pnutí.

Pro snadnější zpracování nabízíme zdarma ke stažení tiskové profily pro naše tribofilamenty, které zaručují ideální přizpůsobení běžným modelům 3D tiskáren.

Do přehledu tiskových profilů

Geometrie a tloušťky stěn

Stěny součásti by měly být nejméně dvakrát až třikrát silnější než průměr trysky, aby byla zajištěna maximální stabilita.

Možné následné zpracování

Součásti vytištěné metodou FDM lze následně opracovat, například broušením, vrtáním nebo vložením závitových destiček. Pro zlepšení dojmu je možné také ruční vyhlazení povrchu.

Nechcete tisknout sami? Žádný problém, rádi to uděláme za vás! Naše služba 3D tisku vám zajistí komponenty z plastů odolných proti opotřebení. Ty lze vytvořit buď na základě vašeho modelu CAD, nebo s pomocí našeho konfigurátoru CAD. Naše kalkulačka životnosti vám nabízí jistotu při plánování. Nabízíme následné zpracování vašich součástí, jako je vrtání, vystružování nebo vložení závitových vložek.

Typické problémy při tisku FDM

Co můžete jako uživatel dělat, pokud zpracování filamentu neprobíhá hladce a požadovaný výsledek se nedostaví? V případě následujících dvou výzev a mnoha dalších problémů při 3D tisku s filamentem vám v našem průvodci nabízíme tipy a pomoc při řešení problémů. ⯈ Ke stažení zde

Součástka, ve které neonově zelené vlákno vytáhlo nitě typické pro navlékání "" .

Povrch součásti má otvory

Jednou z možných příčin tohoto problému je příliš nízká úroveň plnění součásti, a proto jsou mezery, které je třeba překlenout, příliš velké. Případně může jít o to, že není vytištěno dostatečné množství krycích vrstev, aby se součástka zcela uzavřela.

Tento problém lze vyřešit mimo jiné zvýšením úrovně výplně.

Bílá součástka vytištěná na 3D tiskárně s průhlednými otvory na povrchu

Vlákno tahá za nitky: "Navlékání"

Jednou z možných příčin může být nesprávně nastavené vtahování vlákna. V důsledku toho se mezi tiskovými plochami nevytváří dostatečný tlak, roztavený filament vytéká a vytváří struny.

Možným řešením problému může být zvýšení hodnoty vtažení.

Náhled bílého papíru s "24 tipy pro 3D tisk s filamentem"

Chcete víc?

Využijte našich "24 tipů pro 3D tisk s filamentem."

Některé problémy při 3D tisku s filamentem lze snadno rozpoznat a vyřešit, jiné jsou složitější a mohou mít více příčin. Chcete vědět, jak efektivně řešit typické problémy při tisku s FDM? Pak si nyní stáhněte našeho průvodce a získejte tipy pro optimalizaci kvality tisku!

Stáhnout průvodce