Technologia FFF/FDM, czyli jak to się stało, że świat druku 3D stanął otworem przed użytkownikami domowymi?

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Czas czytania: 3 min.

Większość urządzeń oferowanych dziś przez producentów drukarek 3D pracuje w technologii FDM/FFF. Co przemawia za popularnością druku filamentami?

Żadna z dostępnych obecnie na rynku technologii wytwarzania przyrostowego nie jest w stanie dorównać popularnością drukowaniu z użyciem filamentów. Zawrotna kariera FDM/FFF wynika oczywiście z powszechnego zastosowania w drukarkach 3D do użytku domowego oraz półprofesjonalnego. Urządzenia, które do wytwarzania modeli wykorzystują termoplastyczne tworzywa, dziś stanowią wręcz nieodłączny element wyposażenia warsztatów amatorów, makerów, twórców rękodzieła i detali kolekcjonerskich, a także mniejszych i średnich przedsiębiorstw, w których zastępują mini-linię produkcyjną do produkcji małoseryjnej i wytwarzania prototypów. Nie można jednak zapominać, że profesjonalne, znacznie potężniejsze maszyny FDM działają również w sektorze profesjonalnym, przemysłowym.

Na czym polega drukowanie FDM/FFF?

Proces wytwarzania przyrostowego z użyciem filamentów bazuje na zasadzie zbliżonej do… konwencjonalnych drukarek atramentowych. O ile jednak w tradycyjnych urządzeniach drukujących dysze głowicy nanoszą na papier płaską, cienką warstwę atramentu, o tyle w przypadku technologii FDM druk 3D odbywa się poprzez nakładanie na model kolejnych, bardzo cienkich warstw (o grubości dziesiątych, a nawet setnych części milimetra, najczęściej jest to ok. 0,05 do 0,4 mm) tworzywa sztucznego. Kolejne warstwy są ze sobą ściśle połączone, a ich duża liczba sprawia, że wydruk uzyskuje formę przestrzenną.

Moduł druku 3d Snapmaker
Praca modułu druku 3D w drukarce Snapmaker.

Jak zbudowana jest drukarka 3D do druku filamentami?

Technologia druku 3D przekłada się na konstrukcję urządzeń. Musi ona posiadać przede wszystkim stół roboczy – czyli odpowiednio wypoziomowaną i stabilizowaną platformę, na której powstaje wydruk – a także ramę z ruchomym ramieniem, wyposażonym w głowicę drukującą. Zasadniczymi elementami głowicy są z kolei: system podgrzewania filamentu wraz z chłodzeniem, wytłaczarka oraz metalowa dysza, przez którą wyciskane jest roztopione tworzywo. Za doprowadzenie filamentu do głowicy drukującej odpowiada ekstruder – mechanizm zbudowany na bazie silnika krokowego i specjalnych zębatek, który chwyta drut tworzywa (filament) i przesuwa go w kierunku głowicy. W większości amatorskich i półprofesjonalnych urządzeń spotkamy ekstruder typu Bowden.

Drukarka 3D Prusa
Niewielka drukarka 3D Prusa MINI.

Konkretne wykonania drukarek mogą różnić się szczegółami budowy. Kanon stanowią np. jedne z najpopularniejszych na rynku modeli: Creality Ender-3Creality Ender-3 Pro – zbudowane na bazie masywnej podstawy ze stołem roboczym oraz pionowej ramy z ruchomą głowicą. Wśród drukarek 3D znajdziemy jednak także modele z zamkniętą komorą (optymalne do druku filamentami emitującymi opary, jak choćby ABS) czy też takie, w których pojedyncze ramię zastąpiono trzema wysięgnikami, poruszającymi głowicą we wszystkich kierunkach.

Infografika z modelem Creality Ender 3 Pro.

Czy FFF i FDM to taka sama technologia?

Obie technologie wymienia się najczęściej razem: FFF/FDM. Rzeczywiście – pod względem samej idei i techniki drukowanie FDM przebiega identycznie, jak FFF: polega na nanoszeniu kolejnych warstw termoplastycznego tworzywa na podłoże. Skrót FDM (Fused Deposition Modelling) odnosi się do modelowania tworzywa osadzanego na podłożu, natomiast FFF (Fused Filament Fabrication) – do produkowania modeli z roztopionych włókien (filamentu), a więc nawet same nazwy technik nie sugerują żadnych różnic. Należy jednak sięgnąć do przeszłości druku 3D, kiedy nazwą FDM określono technologię wytwarzania opracowaną przez konkretnego producenta urządzeń: Stratasys. Dostarczane przez niego rozwiązania przeznaczone były dla użytkowników profesjonalnych. Wraz z upowszechnieniem wytwarzania przyrostowego w wersji „domowej”, twórcy projektów drukarek 3D opracowali własną nazwę dla stosowanej przez siebie technologii – była to właśnie FFF. Warto pamiętać, że profesjonalne modelowanie z użyciem FDM obejmowało również zastosowanie nieco innego rodzaju materiałów.

FFF/FDM vs inne technologie druku 3D

Wytwarzanie przyrostowe z użyciem filamentów z termoplastycznych tworzyw jest bez wątpienia najprostszą technologią modelowania – przy odpowiednim doborze materiału, najlepiej PLA, poradzą sobie z tym zadaniem nawet zupełnie początkujący. W miarę wzrostu oczekiwań oraz zaawansowania projektów część użytkowników drukarek 3D może sięgnąć po jeszcze precyzyjniejsze technologie, bazujące na utwardzaniu płynnej żywicy UV. W wielu przypadkach wystarczająca okaże się precyzja drukarek SLA, natomiast w bardziej wymagających projektach do użytku firmowego (np. w branży stomatologicznej lub jubilerskiej) optymalne wyniki przyniesie zastosowanie technologii DLP, a więc korzystającej z precyzyjnych projektorów, naświetlających od razu całą powierzchnię warstwy modelu.

Filamenty - druk 3D

Podziel się:

Share on facebook
Share on linkedin
Share on twitter
Marcin Lesiński

Marcin Lesiński

Miłośnik elektroniki, druku 3D i nauk stosowanych, swoją wiedzę gromadzi od 14-tego roku życia. W Botlandzie tworzy projekty i poradniki dla klientów, a w wolnym czasie zajmuje się automatycznymi uprawami i prototypowaniem. Fan muzyki rockowej i brytyjskiego kina.

Zobacz więcej:

Dodaj komentarz