Fused Deposition Modeling (FDM)

Fused Deposition Modeling (FDM) is een populaire technologie gebruikt in rapid prototyping en additive manufacturing. De meeste low-cost 3D printers en zelfbouwpakketten werken op basis van FDM, maar de technologie wordt ook volop gebruikt in meer gesofisticeerde machines.

FDM vertrekt van een plastic filament dat afgerold wordt van een spoel en in een printkop gebracht wordt. Daar wordt het materiaal gesmolten en druppel per druppel aangebracht op het werkstuk. De printkop zit in een eenvoudige cartesiaanse robot die in drie assen aangestuurd kan worden.

Om een product te printen wordt de ontwerptekening eerst omgezet in een STL bestand (stereolithography file format). In dat bestand wordt het product opgedeeld in schijfjes die door de printer gebruikt worden om het product laag per laag op te bouwen. In het STL bestand kan ook een steunmateriaal toegevoegd worden om overhangende delen van het product tijdens het printen te ondersteunen.

Na het printen moet het steunmateriaal verwijderd worden en volgt typisch een nabehandeling zoals schuren.

FDM is een merknaam van Stratasys – het bedrijf dat de technologie ontwikkelde. Sinds het verstrijken van het patent is de markt overspoeld met een groot aanbod aan goedkope 3D-printers, die vaak als zelfbouwpakketten aangeboden worden. Professionele printers bevatten meer gesofisticeerde aandrijfsystemen zodat een hogere nauwkeurigheid en een betere afwerkingsgraad bekomen worden.

FDM voor metalen

Het proces achter Fused Deposition Modeling is een soort van extrusie waardoor het dus alleen maar toegepast kan worden op thermoplastische materialen. Dat zijn plastics die men kan smelten en weer laten stollen.

FDM wordt echter ook toegepast voor het maken van werkstukken in metaal. Daarbij wordt een filament gebruikt waarbij metaaldeeltjes ingebed zijn in een kunststof matrix. Dat bindmiddel wordt door hitte uitgedampt tijdens het extrusieproces. Het werkstuk moet dan in zijn geheel nadien wel nog gesinterd worden om de metaaldeeltjes aan elkaar te hechten.

Extrusie met granulaten

Een speciale variant van FDM, ontwikkeld door de fabrikant van spuitgietmachines Arburg, maakt gebruik van een klassieke extrusie die vertrekt van kunststof pallets in plaats van een filament. De extruder blijft dan op een vaste positie en men laat in plaats van de printkop, de tafel met het werkstuk bewegen in drie assen. Zie ook 3D printer met volwaardige extruder.

Ook 3D Systems biedt sinds de overname van Titan Additive een dergelijk systeem aan. Zie 3D Systems voegt extrusie toe aan portofolio.

© Productivity.be, Foto: sculpteo.com