Fused Deposition Modeling (FDM): Manfaat, Kerugian, dan Wawasan Praktis

Fused deposition modeling (FDM) adalah bentuk manufaktur aditif yang populer yang melibatkan melelehkan, mengekstrusi, dan menyetorkan filamen pada tempat cetak untuk membangun objek lapis demi lapis. Proses cetak 3D fused deposition modeling sangat terotomatisasi, jadi setelah Anda mengirim file digital Anda ke mitra cetak 3D, yang perlu mereka lakukan hanyalah memotongnya, mengirimkannya ke printer, dan mengkalibrasi tempat cetak.

FDM adalah pilihan populer untuk prototipasi 3D yang cepat, tetapi juga dapat digunakan untuk menciptakan alat medis, alat manufaktur khusus, bagian otomotif, dan lainnya. Meskipun FDM adalah bentuk cetak 3D yang paling umum, Anda perlu menimbang kelebihan dan kekurangan fused deposition modeling untuk menentukan apakah ini proses terbaik untuk kebutuhan Anda. Inilah yang perlu Anda ketahui.

Kelebihan fused deposition modeling

Kecepatan adalah salah satu alasan terbesar untuk menggunakan cetak 3D FDM. Anda dapat mencetak 3D bagian lengkap dalam beberapa menit atau beberapa jam, mempersingkat waktu tunggu dan mempercepat proses prototipasi. FDM juga dapat memungkinkan Anda mencetak objek yang lebih besar, dan desain printer FDM yang mudah diskalakan berarti rasio biaya-ukuran yang rendah.

Apabila berbicara tentang bahan, Anda memiliki banyak pilihan dengan FDM. Printer FDM menerima berbagai macam bahan dan warna filamen, dan mereka sering ramah anggaran. Bahan filamen FDM umum meliputi acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyethylene terephthalate glycol (PETG), polylactic acid (PLA), dan nylon.

Kekurangan fused deposition modeling

Kekurangan utama dari cetak 3D fused deposition modeling adalah resolusi yang rendah. Tidak hanya ketebalan lapisan yang relatif tebal FDM berarti tidak ideal untuk bagian dengan detail kecil, tetapi juga berarti produk jenderal kemungkinan akan memiliki permukaan kasar dan memerlukan pemrosesan pasca untuk mencapai finis yang lebih halus. Meskipun vapor smoothing, gap filling, dan epoxy adhesion dapat memperbaiki penampilan bagian, proses-proses ini juga akan memperpanjang waktu produksi. Akibatnya, printer FDM tidak ideal untuk memproduksi bagian yang memerlukan finis yang halus atau resolusi tinggi.

Karena printer FDM biasanya meletakkan filamen lapis demi lapis dalam satu arah, cetakan yang dihasilkan adalah anisotropik dan rentan retakan, terutama di tempat lapisan bertemu satu sama lain. Contohnya, bagian FDM dapat dengan mudah retak ketika menghadapi gaya kompresi sejajar dengan lapisannya. Bergantian antara mencetak lapisan pada sumbu X- dan Y dapat memperkuat cetakan, tetapi untuk sebagian besar aplikasi, beban ringan bagian FDM menimbangi penurunan kekuatan yang ringan.

Struktur dukungan diperlukan saat mencetak dengan FDM, yang berarti cetakan Anda akan memerlukan lebih banyak bahan, waktu, dan pemrosesan pasca daripada jika dibuat dengan proses seperti HP Multi Jet Fusion, yang tidak memerlukan struktur dukungan. Ada berbagai proses cetak 3D yang memerlukan struktur dukungan, meskipun mereka dapat sedikit meningkatkan biaya dan waktu.

Kapan menggunakan FDM

Mengpertimbangkan keterbatasan ini, ada beberapa proyek di mana proses cetak 3D yang berbeda seperti stereolithography (SLA) mungkin cocok lebih baik. Seperti FDM, SLA membangun bagian lapis demi lapis, tetapi berbeda dari FDM, SLA mengkuras dan mengeras cerna cair melalui fotopolimerisasi laser. Saat membandingkan SLA vs. FDM, Anda perlu mempertimbangkan:

Volume bangun

Printer 3D SLA biasanya memiliki panggung konstruksi yang lebih kecil daripada printer FDM, membatasi ukuran komponen atau batch. Printer 3D SLA format besar juga lebih jarang, lebih lambat, lebih mahal, dan lebih boros daripada printer FDM format besar, jadi jika Anda perlu mencetak bagian besar atau beberapa bagian kecil secara bersamaan, FDM mungkin lebih praktis.

Kecepatan pencetakan

Saat mencetak bagian kecil, perbedaan kecepatan antara printer FDM dan SLA seringkali tidak signifikan. Namun, jika Anda perlu memproduksi komponen yang lebih besar dengan cepat, Anda dapat menggunakan ukuran nozel yang lebih besar dan lapisan yang lebih tebal untuk mempercepat proses pencetakan dengan printer FDM. Trade-offnya adalah objek akhir Anda akan memiliki resolusi yang lebih rendah. Anda juga dapat menggunakan persentase infill yang lebih rendah untuk mempercepat pencetakan, meskipun mungkin ada penurunan kekuatan bagian akhir yang ringan.

Bahan

Printer SLA menerima beberapa jenis cerna cair yang berbeda, termasuk bahan kompatibel biologis, membuat teknologi ideal untuk prototipe alat medis. Bahan SLA tidak cocok untuk banyak persyaratan industri dan biasanya hanya hadir dalam warna hitam, putih, abu-abu, kuning, magenta, dan biru muda. Anda akan memiliki lebih banyak opsi bahan dan warna jika Anda menggunakan filamen FDM, meskipun jika Anda mencari bahan transparan atau bening, Anda lebih mungkin menemukan yang cocok untuk SLA. Layak juga untuk dicatat bahwa filamen FDM biasanya lebih murah daripada cerna SLA dan menghasilkan lebih banyak bagian per unit.

Resolusi, presisi, dan finis permukaan

Ada perbedaan kualitas permukaan FDM vs. SLA karena ukuran lapisan dan cara kerja setiap teknologi. Biasanya, printer FDM menawarkan resolusi cetak yang lebih rendah dan mungkin menghasilkan bagian dengan garis lapisan yang terlihat.

Di sisi lain, printer SLA dapat mencapai resolusi yang halus hingga 25 mikron berkat presisi pengkurasan laser dan risiko ekspansi dan kontraksi termal yang lebih rendah. Jadi, Anda mungkin lebih baik mencetak dengan printer SLA jika Anda memiliki desain kompleks dengan fitur yang halus, struktur organik, atau komponen kecil, atau jika Anda memerlukan finis yang halus atau toleransi dimensi yang ketat.

Wujudkan ide Anda dengan Fast Radius

Filamen FDM yang terjangkau dan kecepatan pencetakan yang cepat menjadikannya proses ideal untuk menciptakan model bukti konsep atau prototipe besar bagian sederhana dengan cepat. Namun, ia terbatas oleh resolusi rendah dan finis permukaan berlapis. Jika Anda tidak yakin apakah FDM terbaik untuk proyek Anda, hubungi seorang ahli.

Para insinyur Fast Radius dapat menjawab pertanyaan apa pun yang Anda miliki tentang kelebihan dan kekurangan fused deposition modeling dan membantu memandu Anda melalui seluruh proses produksi. Kami bahkan dapat membantu Anda mengoptimalkan desain Anda untuk cetak 3D FDM, memproduksi bagian akhir, dan lebih banyak. Hubungi kami hari ini untuk memulai!

Jika Anda ingin mempelajari tentang plastik industri FDM berkinerja tinggi, prinsip desain manufaktur aditif, dan lebih banyak, kunjungi pusat sumber daya kami.

Siap membuat bagian Anda dengan Fast Radius?