FÖRDJUPNING: Fused Deposition Modeling, FDM, är en additiv tillverkningsteknik som vanligtvis används för prototypframställning. Begreppet FDM är registrerat av maskinleverantören Stratasys. Ett alternativ till detta är därför Fused Filament Fabrication (FFF).
Tekniken fungerar genom att ett plastfilament (tråd) på rulle dras genom ett upphettat munstycke. Plasttråden smälter och extruderas genom munstycket för applicering horisontellt eller vertikalt. Plasten appliceras i små punkter i lager.
En FDM-produktion börjar med en programvaruprocess som utvecklats av Stratasys. I denna processas en STL-fil och delas upp i lager. Här kan man också lägga på stödstrukturer om produkten kräver det. En FDM-printer kan därför ofta skriva ut i två material – ett som bygger själva geometrin och ett som skapar stödstrukturer så att geometrin inte faller ihop. Stödstrukturen har betydligt lägre hållfasthet än modellmaterialet.
FDM-material kan extruderas i lager ned på 0,127 millimeter.
De vanligaste materialen som används med FDM-tekniken är ABS, PC, och Ultem 9085. Som stödmaterial används ofta PVA. Detta går att bryta av och tvätta bort från den färdigprintade produkten. Man måste tillsätta kaustiksoda. Stödmaterialet blir en plastisk smet och får inte hällas ut i vanligt avlopp.
De termoplaster som används i FDM-tekniken är ofta tåliga mot värme, kemikalier och mekanisk påverkan.
FDM hos Digital Mechanics
Ett företag som har stor erfarenhet av att använda FDM-tekniken är Digital Mechanics i Västerås. Anders Sjöberg är marknads- och försäljningschef samt hälftendelägare på företaget:
– Det karaktäristiska för Stratasys-tekniken är att maskinen extruderar termoplast i trådform. Sedan smälter detta ihop i lager. Vi har i dagsläget nio FDM-maskiner från Stratasys, som utvecklat tekniken. Det är både små och stora maskinsystem.
– Sedan finns det mindre, billigare, maskiner med teknik som påminner om Stratasys. Men den stora skillnaden är att med Stratasys så är de mer produktionsanpassade med programvara som styr en rad inställningar beroende på hur du ska producera och i vilket material. Med billigare maskiner, som Makerbot till exempel, måste du göra alla inställningar manuellt.
– Stratasys bygger i en inneslutande och tempererad byggkammare, lite som en ugn. Det gör att du får bästa möjliga ihopsmältning. Temperaturen är baserad på det material som du använder. Det här är jätteviktigt eftersom all plast rör på sig på olika sätt i olika temperaturer, vilket påverkar ihoplimningen och byggmått.
– Sedan är alla processer där plast smälts väldigt känsliga för fukt. Detta måste man också kontrollera. Våra plastrullar kommer på kanistrar i plåt som är förslutna så att fukt inte kan komma in i processen.
– Vi använder framförallt våra nio FDM-maskiner för produktionsdetaljer. Vi arbetar också väldigt mycket med prototyper för montage. Säg att du gör ett komplext grövre rör för ett provmontage. Här lämpar sig FDM-tekniken riktigt bra när den bygger med hög formriktighet över tid.
När det gäller större detaljer brukar vi även rekommendera att vi ska 3D-scanna detaljen så att vi båda vet att den är riktig mot skickad 3D-CAD-modell.
– FDM-tekniken används oftast till mekaniska detaljer i produktutvecklingen. Den ger en grövre yta jämfört med till exempel SLS. Handlar det om prototyper mer för design och test så använder vi vår Polyjet-maskin. Den ger bättre upplösning, men inte alls samma formriktighet i tid. Men Polyjet-maskinen har andra fördelar mot helt andra behov.
