In 3d FDM là gì? Giải thích dễ hiểu

Máy in 3D FDM là máy phục vụ sở thích kỹ thuật phổ biến nhất hiện nay, nhưng chính xác thì in FDM 3D có ý nghĩa gì, và nó hoạt động như thế nào? 

IN FDM 3D - GIẢI THÍCH ĐƠN GIẢN
Mô hình lắng đọng hợp nhất:

Giới thiệu

Một sơ đồ minh họa in FDM 3D. Nguồn: Gramm Emmett / All3DP
Mô hình lắng đọng hợp nhất , hoặc In 3D FDM , là một phương pháp sản xuất bù đắp trong đó các lớp vật liệu được hợp nhất với nhau trong một mô hình để tạo ra một đối tượng. Vật liệu này thường được chảy dẻo chỉ qua nhiệt độ chuyển pha của nó, và sau đó được ép đùn theo mô hình bên cạnh hoặc bên trên các đầu đùn trước đó, tạo ra một lớp đối tượng theo từng lớp.

Theo thuật ngữ thông dụng, một máy in 3D FDM điển hình lấy một sợi nhựa và ép nó qua một đầu nóng, làm chảy nó và sau đó di chuyển thành các lớp trên bàn in. Các lớp này được hợp nhất với nhau, xây dựng trong suốt quá trình in, và cuối cùng chúng sẽ tạo thành sản phẩm hoàn thiện.

FDM giống như chế tạo sợi nhựa hợp nhất (FFF), nhưng thuật ngữ lắng đọng hợp nhất mô hình hóa và mô hình viết tắt F rõ ràng đã được Stratasys đăng ký thương hiệu vào năm 1991, tạo ra nhu cầu về tên thứ hai.

Nhiều loại vật liệu có thể được sử dụng với các kỹ thuật FDM, bao gồm các loại nhựa nhiệt dẻo phổ biến nhất, sô cô la, bột nhão và thậm chí cả các vật liệu kỳ lạ của Hồi giáo như nhựa nhiệt dẻo hoặc kim loại.

Được chấp nhận rộng rãi như là cách đơn giản nhất để đạt được in 3D, FDM rẻ và khá hiệu quả. Máy in 3D FDM thống trị thị trường in 3D, gần như nhấn chìm các phương pháp đắt tiền hơn. Để biết danh sách tất cả 10 phương pháp in 3D, hãy xem bài viết này và để tìm máy in 3D tốt nhất hiện nay .

Biến thể trong thiết kế và khả năng

Một sơ đồ của thiết kế Cartesian và delta. Nguồn: SciELO

Các biến thể trong hệ thống đùn của máy in 3D mô hình lắng đọng hợp nhất bao gồm, nhưng không giới hạn ở:

Máy đùn sợi, biến thể phổ biến và linh hoạt nhất sử dụng các cuộn sợi nhựa nhiệt dẻo
Máy đùn viên , trao đổi dây tóc cho hạt nhựa
Máy đùn sô cô la (whoopee!)
Dán máy đùn, trong đó bất kỳ dán có thể được đùn. Sử dụng phổ biến là với gốm sứ và thực phẩm . Ép đùn đôi khi được để lại trong danh mục riêng của nó, vì dán không nhất thiết phải là một vật liệu nhiệt dẻo.
Chủ đề chung với tất cả các biến thể này là một chất đang được đùn qua vòi phun vào tấm xây dựng và / hoặc nung chảy qua nhiệt hoặc bám dính vật liệu vào một lớp trước trong các mẫu cụ thể để tạo hình dạng, là cơ sở của FDM máy in 3D.

Các biến thể khác trong in 3D FDM bao gồm các hệ thống chuyển động cho cả 3 trục trên máy in. Hai biến thể chính là máy in 3D hệ Đề các - như thiết kế RepRap / Prusa i3  hoặc  CoreXY  - và  máy in 3D delta . Mỗi cái đều có ưu điểm so với những cái khác, nhưng tất cả chúng đều sử dụng cùng một phương pháp in . Để so sánh các thiết kế, xem thêm: Hướng dẫn sử dụng máy in 3d delta và prusa

Ưu điểm và nhược điểm

Một sản phẩm đơn giản được in bằng các phương pháp khác nhau. Nguồn: 3Dhubs
FDM cung cấp một số lợi thế so với các phương pháp in 3D khác, nhưng nó cũng có một số nhược điểm.

Ưu điểm

Một trong những lợi thế lớn nhất của in 3D FDM là khả năng mở rộng : Nó có thể dễ dàng thu nhỏ theo bất kỳ kích thước nào. Điều này là do hạn chế duy nhất về kích thước của khu vực tạo hình (bàn in) là sự chuyển động của mỗi khung- làm cho thanh ray dài hơn và khu vực tạo hình có thể được làm lớn hơn. Tất nhiên, có một vài vấn đề nhỏ và tại một thời điểm nhất định, chi phí không còn được bù đắp bởi các lợi ích, nhưng không có thiết kế máy in nào khác có khả năng thu nhỏ dễ dàng như FDM.

Một trong những lợi ích rõ ràng hơn của việc có một thiết kế dễ mở rộng là tỷ lệ chi phí trên kích thước. Máy in FDM liên tục được sản xuất lớn hơn và ít tốn kém hơn, do chi phí bộ phận thấp và các thiết kế đơn giản liên quan. Các kiểu máy in khác có giá cao hơn nhiều lần trên một đơn vị diện tích khối lượng xây dựng, đơn giản vì chúng khó mở rộng và các thành phần chính vẫn còn khá đắt. Xem: Danh sách các máy FDM giá rẻ tốt nhất.

Một lợi thế khác là linh hoạt vật liệu . Trên bất kỳ máy in FDM nào, nhiều loại vật liệu nhiệt dẻo và sợi tơ kỳ lạ có thể được in với tương đối ít nâng cấp và sửa đổi, một điều không thể nói về các kiểu khác trong đó vật liệu phải là nhựa hoặc bột mịn.

Nhược điểm

Một trong những nhược điểm thường được nhắc đến nhất của in 3D FDM là chất lượng  hoặc chi tiết . Bởi vì vật liệu phải được ép thành các lớp và có độ dày nhất định được xác định trước bởi đầu đùn, các bản in chi tiết cao rất khó đạt được và thường đòi hỏi nhiều quá trình xử lý hậu kỳ để có được vẻ ngoài hoàn thiện chuyên nghiệp. Một nhược điểm khác của các lớp trong in FDM là chúng tạo ra và điểm yếu cố hữu trong bản in nơi mỗi lớp được nối, làm cho bản in kém chắc chắn và không phù hợp với một số ứng dụng nhất định.