تکنولوژی Fused Deposition Modeling – FDM

untitled-1
تکنولوژی FDM در سال 1989 توسط Scott Crump و همسر ایشان اختراع و ثبت گردید. آقای کرمپ مؤسس شرکت Stratasys Inc. بوده و این شرکت معتبرترین تولید کننده پرینترهای مجهز به تکنولوژی FDM و PolyJet می­باشد. پرینترهای Fortus، RedEye ، Dimension و Objet محصولات شرکت های زیر مجموعه­ شرکت Stratasys می باشند .
فناوری FDM از اولین و اقتصادی ترین روشهای نمونه ­سازی بوده که طیف متنوع و گسترده­ای از نیازهای صنایع را پاسخگو می­باشد. در تکنولوژی FDM ماده اولیه که به صورت مفتول پلاستیک می باشد وارد Head دستگاه شده و پس از گرم شدن و رسیدن به دمای ذوب به شکل خمیری در آمده و از نازلی که قطر آن عموما 0/4mm می باشد اکسترود می شود . با حرکت Head در جهات X و Y مقطع قطعه روی میز ایجاد شده و به همین روال با ایجاد لایه ها بر روی یکدیگر قطعه تکمیل می شود.
1
2
امروزه انواع مختلف مواد پلاستیکی در دستگاه­ های نمونه سازی سریع با تکنولوژی FDM به شکل فیلامنتهای با قطر mm 75 /1، mm 00/2 و mm 00/3 در دسترس می­باشند . رایج ترین مواد مورد مصرف در تکنولوژی FDM عبارتند از :
(ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene
(PLA (Poly Lactic Acid

البته ABS ها و PLA ها خود شامل انواع بسیار زیادی می باشند که برخی از آن ها عبارتند از:
PLA: MetalAluminum ,Copper , Bronze
PLA Wood
PLA Flexible
ABS HIPS
مواد مورد استفاده معمولاً در دو جنس متفاوت برای قطعه اصلی (Model Material) و تکیه گاه (Support Material) عرضه می­شوند. پس از ساخت قطعه توسط دستگاه، مواد تکیه ­گاهی از قطعه ساخته شده جدا می­شوند. مواد تکیه­ گاهی به دو شکل جدا شونده (Breakable) و قابل حل در محلول (Soluble) می­باشند و متناسب با نوع دستگاه انتخابمی شوند . همچنین مواد اصلی (Model Material) در رنگهای مختلف از جمله سیاه، سفید ، قرمز ، آبی ، سبز ، زرد، خاکستری، عاجی ، سفید و … تولید می­شوند.همچنین فیلامنت هایی از جنس های Polycarbonate ، PVA ، POM ، PET-G ، Nylon ، Carbon Fiber و …. وجود دارند که البته دارای کاربردهای خاص می باشند.
3
4
sample-Tier Time-01

سپر خودرو در اندازه واقعی پرینت شده در شرکت آرکا

ابعاد بهینه میز پرینترهای سه بعدی تولید شده توسط معتبرترین شرکت ها در تکنولوژی FDM حد اکثر 25×25 سانتیمتر می باشد و جهت ساخت قطعات بزرگتر قطعات به شکل چند تکه ساخته شده و سپس به هم متصل می شوند .
بدیهی است هنگام ساخت هر قطعه می­توان قطعه را در جهات مختلف بر روی میز کار جانمایی کرد . موقعیت قطعه براساس صافی سطح، استحکام، نوع عملکرد، جزییات موجود در طراحی قطعه و .... تعیین می­گردند . در هر صورت میزان مواد تکیه ­گاه مصرفی و زمان ساخت قطعه کاملاً تابع نحوه قرارگیری قطعه بر روی میز کار می­باشد.زمانی که قطعه به طور کامل ساخته شد ، از میز کار جدا شده و مواد تکیه­ گاه از آن جدا می­گردد ( به طور فیزیکی به کمک ابزار  و یا حل کردن در محلول) . پس از پاک شدن قطعه از مواد تکیه­ گاهی ، قطعه نهایی بدون نیاز به فرآیند تکمیل­کاری قابل استفاده می­باشد ولی در هر صورت قطعات ساخته شده با تکنولوژی FDM قابلیت سمباده­ کاری، رنگ­ کاری، سوراخ­ کاری و  ماشین­ کاری را دارا می­باشند ، لذا کیفیت سطحی قطعه را با پرداخت سطحی می توان بالا برد .