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:

Druk 3D
Marcin Lesiński

Laminowany druk 3D LOM

Drukarka typu LOM (Laminated Object Manufacturing) to urządzenie, które wycina kolejne warstwy papieru laminowanego, tworząc przestrzenne modele. Poznaj jej zalety.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.