Så fungerar Fused Deposition Modeling

Text:Mattias Kristiansson
PUBLICERAD: 2 september 2013
FOTO: Stratasys

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.

 

Läs vidare

Framtidens stålpulver är helt fossilfritt

Om additiv tillverkning med metall ska bli en hållbar produktionsteknik på allvar krävs pulver med ett betydligt lägre koldioxidavtryck. Därför gör den svenska industrikoncernen SSAB en satsning på fossilfritt stål för användning inom bland annat AM.
SSAB-kollage

Ser ökat intresse för 3D-printade förpackningar

Lådor för exklusiva whisky-flaskor, smycken i återvunnet silver och danska designklockor. Malmöföretaget Lostboyslab har fått allt fler förpackningsuppdrag och ser ett område med stor tillväxtpotential.
LBL-box-3

AM-konferens anordnas under Underhållsmässan

Additive Intelligence 4.0 återkommer i mars 2024. Det är fjärde gången konferensen arrangeras och den här gången parallellt med Underhållsmässan på Svenska mässan i Göteborg.
Seyed-Hosseini-scaled-e1673872420130

Han samlar in och återvinner filamentrester

3D-entreprenören Per Hjort i Helsingborg vill skapa en "grön revolution" genom att återvinna plastavfall från 3D-printing och tillverka nytt filament som kan användas till bland annat prototyper och verktyg.
Per-Hjort-e1701677984212

Senaste nytt

Både stort och smått på årets Elmia 3D

På årets upplaga av Elmia 3D medverkade ett tjugotal utställare. 3dp.se hälsade på hos några av dem och hittade allt från mikroskopiskt små utskrifter till hela arbetsflödeslösningar och flera mässpremiärer.
Elmia 3D kollage 2

GE Additive har fått nytt namn

GE Additive har bytt namn till Colibrium Additive, ett GE Aerospace-företag.
CA_RGB-AtmsBlu-1024x434

Espressobryggare vinnare i designtävling

Under Elmia 3D presenterades vinnaren i SVEAT:s tävling Design Challenge 2024. Det bidrag som imponerade mest på juryn var en unik espressobryggare, designad av Simon Dybeck.
Design Challenge 1

Axplock från Elmia 3D-mässan

Det har gått två år sedan sist, men den 14–17 maj var det dags för den additiva branschen att samlas igen på Elmia 3D. Här är några nedslag från mässans första dag.
Elmia 3D kollage