FDM در پرینت سه بعدی چیست و چگونه کار می کند؟

پرینترهای سه بعدی بسیار رایج هستند و متخصصان و علاقمندان به طور یکسان از این فناوری برای چاپ همه چیز از قطعات تیغ تا کل خانه استفاده می کنند. مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM) یکی از محبوب ترین انواع فناوری های چاپ است و برای کسانی که به دنبال ورود به دنیای خلاقیت های سه بعدی هستند ایده آل است. چاپگرهای FDM اجسام سه بعدی را از طریق لایه‌هایی از رشته‌های ترموپلاستیک می‌سازند که با هم ترکیب می‌شوند و یک جسم منسجم را تشکیل می‌دهند.

چاپ های FDM اغلب با یک فایل طراحی به کمک کامپیوتر یا CAD شروع می شود که به دستورالعمل هایی تبدیل می شود که چاپگر شما می تواند درک کند. سپس، چاپگر قرقره های رشته را از طریق یک نازل گرم شده قیف می کند. سپس چاپگر طبق مسیرهای تعیین شده CAD، این رشته ذوب شده را بر روی صفحه ساخت قرار می دهد. پس از تکمیل لایه اولیه، چاپگر لایه بعدی را در بالای مدل قرار می دهد. این فرآیند بسته به چاپگر مورد استفاده، تنظیمات چاپ و اندازه و پیچیدگی مدل، ساعت ها یا حتی روزها به همین ترتیب ادامه می یابد.

چاپگرهای FDM با انواع مواد چاپی غیر رزینی سازگار هستند. یکی از محبوب ترین رشته ها پلی لاکتیک اسید (PLA) است، یک پلاستیک پلیمری زیست تخریب پذیر ارزان قیمت که به دلیل قابلیت چاپ در دمای پایین به محبوبیت طرفداران پرینت سه بعدی تبدیل شده است و برای مبتدیان ایده آل است. گزینه دیگر PETG یا پلی اتیلن ترفتالات گلیکول است، یک پلاستیک بادوام که اغلب در بطری های آب استفاده می شود و به دلیل سطح براق و دقت چاپ آن مورد تحسین قرار می گیرد.

اگر به دنبال ماده ای سخت و محکم برای استفاده با چاپگر FDM خود هستید، اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) یک گزینه عالی است. برای چاپ های با کیفیت بالاتر، می توانید از پلی اورتان ترموپلاستیک (TPU) یا رشته نایلونی استفاده کنید. همچنین می توانید از رشته های چوب و فلز و همچنین پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و پلی اتیلن کو تری متیلن ترفتالات (PETT) استفاده کنید. این امکانات چاپگرهای FDM را نسبتا انعطاف پذیر می کند و طیف وسیعی از گزینه های رنگ و مواد را ارائه می دهد.

برخی از مواد نیاز به دمای بالایی دارند که اکثر چاپگرهای مبتدی قادر به تحمل آن نیستند و برخی دیگر به نازل های مخصوص یا تهویه مناسب برای از بین بردن بخار نیاز دارند. بنابراین اگر می‌خواهید در یک ماده خاص چاپ کنید، مطمئن شوید که چاپگر و فضای شما می‌توانند با خیال راحت از آن استفاده کنند.

چاپگرهای FDM چرخش سریعی را ارائه می دهند، که اغلب از چند دقیقه تا چند ساعت طول می کشد تا یک چاپ کوچک تمام شود. سرعت فرآیند چاپ آنها را برای نمونه سازی محبوب می کند و به مهندسان و سایر کاربران این امکان را می دهد تا به سرعت و کارآمد طرح های خود را آزمایش و دوباره کار کنند. علاوه بر این، توانایی استفاده از رشته‌های ارزان‌تر کمک می‌کند تا پرینت‌های FDM نسبتا ارزان باشند. هزینه تجهیزات کم و حداقل تعمیر و نگهداری را اضافه کنید، و پرینترهای FDM برای کسانی که به دنبال ایده‌آل بودن بودجه یا تولید قطعات هستند ایده‌آل هستند.

اما پرینترهای FDM محدودیت هایی دارند. برای یک چیز، مدل‌های FDM وضوح پایینی دارند، به این معنی که تولید جزئیات دقیق‌تر یک چاپ برای آنها دشوارتر است. با توجه به ضخامت نسبی هر لایه، چاپ های FDM برای تولید چاپ هایی با قطعات کوچک و پیچیده مشکل دارند. به این ترتیب، اپل احتمالا از چاپگر FDM برای ساخت تلفن یا ساعت بعدی شما استفاده نخواهد کرد - آن را برای چاپگرهای دقیق و صنعتی انتخاب می کند که می توانند تیتانیوم را چاپ کنند. تاب برداشتن یکی دیگر از مشکلات رایج چاپگرهای FDM است، زیرا فیلامنت اغلب با سرعت‌های متفاوتی خنک می‌شود و باعث می‌شود فشار ناهمواری برای تاب برداشتن طرح‌های شما ایجاد شود.

از آنجایی که این چاپگرها لایه‌ها را به صورت افقی قرار می‌دهند، چاپ‌های FDM نیز در هنگام مواجهه با فشار شدید روی محور z مستعد شکستن هستند و برای ساخت قطعات محکم و محکم نباید به آن‌ها اعتماد کرد. یک تکنیک رایج چاپ FDM که به عنوان پر کردن (infilling) شناخته می‌شود، که در آن، فضای داخلی مدل با چگالی کمتری برای صرفه‌جویی در زمان و فیلامنت چاپ می‌شود، همچنین آنها را مستعد شکستن می‌کند.

چاپگرهای FDM مبتدی خوب مقرون به صرفه، قابل اعتماد و تا حدودی تعمیر و نگهداری کم هستند. با این حال، اگر می‌خواهید ساختارهای محکم و دقیقی ایجاد کنید، ممکن است نیاز به سرمایه‌گذاری در چاپگرهای سطح بالاتر از برندهای معتبری مانند Prusa Research، Bambu Lab یا Ultimaker داشته باشید. برای دقت نهایی، چاپگرهای استریولیتوگرافی (SLA) و پردازش نور دیجیتال (DLP) را در نظر بگیرید که نور را برای خشک کردن لایه‌های رزین، ایجاد مدل‌هایی با جزئیات ظریف و سطوح صاف به کار می‌گیرند.

تف جوشی لیزری انتخابی یا SLS، لیزرها را برای همجوشی پودرهای نایلون به یکدیگر مستقر می کند و برای ایجاد ساختارهای محکم و بدون پشتیبانی ایده آل است. مولتی جت فیوژن (MJF)، تف جوشی مستقیم با لیزر فلزات و ذوب لیزری انتخابی، بسته به مورد و مواد مورد نظر شما، گزینه های ارزشمند دیگری هستند.