FDM vs. FFF:Perbandingan Ahli Teknik Pencetakan 3D

Definisi FDM dan Perbandingannya dengan FFF

FDM pertama kali dikembangkan oleh S. Scott Crump, dan dipatenkan oleh Stratasys pada tahun 1989. Ini adalah salah satu proses pencetakan 3D paling awal. FDM menggunakan bahan manufaktur dan aditif umum untuk membuat model yang presisi. Kebanyakan produsen profesional lebih memilih FDM daripada FFF karena kualitas produksinya. Model FDM lebih cenderung memenuhi permintaan yang ketat dibandingkan suku cadang FFF.

FDM menggunakan mekanisme transportasi X-Y untuk memindahkan kepala cetak yang berisi ekstruder yang dikontrol suhu. Ini diterjemahkan ke dalam tabel yang bergerak pada sumbu Z (vertikal). Ekstruder melepaskan filamen polimer setengah meleleh dalam pola penampang 2D bagian tersebut. Setiap “irisan” penampang diterapkan pada potongan di bawah ini. Bagian tersebut dibuat dari untaian filamen polimer bahan baku yang saling terikat. Selain mesinnya yang canggih, perbedaan lain antara FDM vs. FFF adalah ruang pemanasnya. Seluruh lingkungan pencetakan dijaga mendekati suhu transisi kaca polimer untuk menghilangkan tekanan selama pencetakan. Hal ini menghasilkan akurasi yang lebih baik dan lebih sedikit model yang melengkung dibandingkan dari FFF.

Peralatan FDM lebih ramah kantor dibandingkan FFF karena mengandung asap dan mesin memerlukan lebih sedikit perawatan. Ketebalan dinding minimum juga membedakan FDM dari FFF. Sistem FFF sering kali menggunakan filamen yang lebih besar, sehingga memiliki resolusi x-y yang lebih rendah. Sebagai aturan praktis, ketebalan dinding praktis minimum sama dengan tiga diameter filamen, sehingga FFF memerlukan dinding yang lebih tebal agar strukturnya stabil.

Untuk informasi lebih lanjut, lihat artikel kami tentang Apa itu Pencetakan FDM.

Definisi FFF dan Perbandingannya dengan FDM

FFF dimulai pada tahun 2009 ketika paten Stratasys habis masa berlakunya. Rep-Rap adalah perusahaan pertama yang memanfaatkan ketersediaan teknologi tersebut. Mereka mempopulerkan pencetakan 3D rumahan dengan mesin murah yang mudah digunakan. Kisaran mesin FFF telah diperluas. Secara operasional, mesin FFF mudah digunakan, diletakkan di meja, dan memiliki overhead operasional yang rendah.

FFF menggunakan proses yang sama seperti FDM. Ini mengaplikasikan lapisan filamen ke alas pencetakan datar menggunakan nosel atau ekstruder yang dipanaskan. Perbedaan utama antara FFF dan FDM adalah tidak adanya lingkungan pencetakan yang panas. Ruang berpemanas FDM membantu mengontrol suhu komponen dan mengurangi tegangan sisa pada produk jadi. Suhu yang tidak terkontrol pada mesin FFF membuat hasil menjadi kurang akurat dan lebih cenderung melengkung.

Apa Keunggulan FFF Dibandingkan FDM?

Berikut ini garis besar kelebihan yang dimiliki FFF dibandingkan FDM:

1. Mesin FFF lebih terjangkau dibandingkan FDM. FFF diberi harga untuk penggunaan di rumah/hobi.
2. Sistem FFF lebih kecil dibandingkan sistem FDM, sehingga lebih cocok digunakan di rumah atau kantor kecil.
3. FFF memiliki kebutuhan listrik yang lebih rendah dibandingkan FDM.

Apa Kekurangan FFF Dibandingkan FDM?

Berikut daftar kekurangan FFF dibandingkan FDM:

1. Komponen yang dicetak FFF memiliki kualitas lebih rendah; mereka lebih berpori, menunjukkan “langkah-Z”, dan tidak dapat memuat fitur-fitur yang sangat kecil dan mendetail.
2. Bagian cetakan FFF cenderung terdistorsi dan melengkung, terutama pada bentuk yang lebih besar.
3. Mesin FFF menghasilkan asap yang berbau busuk sedangkan mesin FDM mengandung asap tersebut di ruang tertutup.

Keuntungan penting FDM dibandingkan FFF adalah:resolusi build (model terlihat lebih baik dan akurat), dan pengurangan risiko distorsi dan porositas yang diakibatkan oleh lingkungan suhu yang tidak menentu.

FDM vs. FFF:Perbandingan Teknologi

Mesin FDM dibuat dengan baik, kokoh, dan mumpuni serta memerlukan sedikit perawatan. Mesin FFF, sebaliknya, berkisar dari tipe dasar, rangka terbuka hingga perangkat profesional yang tampak seperti mesin FDM 'bayi'. Kedua teknologi tersebut menggunakan rel X-Y-Z dan motor stepper yang serupa. Namun, kekakuan merupakan faktor besar dalam resolusi/kualitas model. Mesin yang lebih berat mencetak model yang lebih baik karena lebih stabil secara mekanis dan termal.

FDM vs. FFF:Perbandingan Material

Mesin FDM dan FFF dapat menggunakan berbagai macam bahan, termasuk banyak bahan yang bagus untuk produksi massal. Namun, mesin FDM memiliki kontrol yang lebih baik terhadap suhu nosel. Mereka dapat menangani polimer rekayasa dengan titik leleh yang lebih tinggi. Mereka juga lebih baik dengan aditif pada filamennya.

FDM vs. FFF:Perbandingan Aplikasi Produk

FFF membuat model berpori, berkekuatan rendah, dan beresolusi rendah. Ini cocok untuk evaluasi bentuk dan rasa tetapi tidak untuk komponen operasional atau kedap air. Sebaliknya, lapisan bagian FDM menyatu lebih sempurna dan melebihi kekuatan bagian FFF. Hal ini membuat suku cadang yang dicetak FDM lebih cocok untuk model teknik.

Printer FDM juga menerima sifat filamen yang lebih beragam termasuk suhu leleh dan aditif. Jika digunakan untuk pembuatan prototipe, ini berarti modelnya akan lebih mirip dengan produk jadi. Printer FFF tidak cocok untuk pembuatan model berfitur bagus. Mereka tidak bisa menghasilkan fitur-fitur kecil. 

FDM vs. FFF:Perbandingan Volume Cetak

Sistem FDM dirancang untuk memenuhi standar profesional; biaya yang lebih besar dimaksudkan untuk diimbangi dengan kualitas produk yang lebih tinggi. Mesin ini dibuat dengan volume berkisar antara 305 x 305 x 254 mm (X-Y-Z) hingga 914 x 914 x 609 mm. Hal ini dibandingkan dengan mesin FFF pada umumnya yang memiliki ruang build antara 150 x 150 x 150 mm dan 600 x 600 x 600 mm. Sebagian besar mesin FFF berukuran kecil tetapi masih kesulitan menghasilkan model yang kualitasnya konsisten di seluruh rentang sumbu Z. Printer FFF memiliki akurasi dimensi yang relatif buruk dan bagian-bagiannya cenderung melengkung.

FDM vs. FFF:Perbandingan Permukaan Akhir

Dari keduanya, suku cadang FDM umumnya dibuat menggunakan bahan baku filamen yang lebih halus dan langkah Z yang lebih kecil, sehingga permukaan akhir lebih mengesankan. Stok FFF berdiameter lebih besar sehingga bagian yang dihasilkan memiliki resolusi lebih rendah dan lapisannya tidak menyatu juga.

FDM vs. FFF:Perbandingan Biaya

Mesin FDM umumnya ditujukan untuk pasar profesional dengan harga berkisar antara $2.500 hingga $25.000 untuk kelas industri lanjutan. Hal ini mencerminkan kualitas pembuatan yang tinggi, sumbu gerak yang kaku, dan kemampuan mencetak sepanjang hari tanpa masalah. Meskipun mesin FFF mulai difilter untuk penggunaan profesional, mesin tersebut lebih sering ditujukan untuk keperluan ringan, hobi, dan penggunaan di rumah. Harga biasanya mulai dari $500.

Apa Alternatif Bersama untuk FDM dan FFF?

Alternatif bersama untuk FDM dan FFF tercantum di bawah ini:

1. SLS: SLS (Selective Laser Sintering) bekerja dengan menjatuhkan lapisan bubuk polimer ke alas/model. Laser kemudian melelehkan partikel-partikel tersebut untuk menyatukannya.  Seperti FDM dan FFF, SLS membuat komponen dari termoplastik.
2. SLA: SLA (Stereolithography) menggunakan sinar laser UV untuk menyembuhkan bahan fotopolimer cair. Ia membangun bagian plastik lapis demi lapis seperti FDM dan FFF tetapi melakukannya dengan bagian terbalik. Model tersebut “muncul” dari reservoir fotopolimer cair. 

Apa Persamaan Antara FDM dan FFF?

Persamaan antara FDM dan FFF tercantum di bawah ini:

• Kedua sistem menggunakan bahan baku filamen yang dicairkan pada titik penerapan. Nozel membangun bagiannya satu demi satu lapisan 2D.
• Kedua sistem menggunakan bahan polimer yang berguna. Namun, sifat proses pencetakan membatasi bagian akhir hingga 10-40% dari kekuatan asli material.
• Kedua sistem mengalami kesulitan dalam mereproduksi fitur kecil dan komponen fungsional.

Apa Perbandingan Lain FDM Selain FFF?

Teknologi pencetakan berikut memiliki beberapa kesamaan dengan FDM:

• FDM vs. MJF: MJF (Multi Jet Fusion) adalah teknologi pencetakan 3D alas bedak. Mirip dengan FDM yang sama-sama memproduksi komponen plastik. MJF dan FDM juga menggunakan panas untuk menghasilkan bagian akhir. Panas mengikat plastik menjadi satu. Untuk mempelajari lebih lanjut, lihat panduan lengkap kami tentang FDM vs. MJF.

Apa Perbandingan Lain FFF Selain FDM?

Teknologi lain yang sebanding dengan FFF adalah:

• FFF vs. DLP: Mesin DLP (Digital Light Processing) secara berturut-turut memproyeksikan gambar UV dari setiap irisan 2D ke dalam resin fotopolimer. Daerah resin yang menyala dan bersentuhan dengan permukaan padat kemudian mengeras dan menjadi bagian dari struktur padat. Peralatan ini sederhana dan semakin mendekati penggunaan hobi, meskipun prosesnya (termasuk pasca-pengeringan) bisa jadi cukup berantakan.
• FFF vs. CLIP: CLIP (Produksi Antarmuka Cairan Berkelanjutan) memproduksi suku cadang sederhana menggunakan peralatan berbiaya rendah seperti FFF. Namun, seperti DLP, sistem CLIP memerlukan langkah pasca-pengeringan untuk menyelesaikan model.

Dekan McClements

Dean McClements adalah lulusan B.Eng Honors di bidang Teknik Mesin dengan pengalaman lebih dari dua dekade di industri manufaktur. Perjalanan profesionalnya mencakup peran penting di perusahaan terkemuka seperti Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace, dan Hyster-Yale, tempat ia mengembangkan pemahaman mendalam tentang proses teknik dan inovasi.

Baca lebih banyak artikel oleh Dean McClements