Stratasys FDM és az FFF 3D nyomtatás közötti legfontosabb különbségek megértése

Fogalomtár és eredet

Az FDM, azaz olvasztott huzallerakásos modellezés (Fused Deposition Modeling) a Stratasys által kifejlesztett, szabadalmaztatott technológia, amely az elmúlt több mint 30 évben 1820 szabadalmi bejegyzést kapott, amelyből 1380 szabadalom aktív, és a Stratasys védjeggyel rendelkezik erre a kifejezésre. A Fused Filament Fabrication (FFF) egy szintén a műanyag huzal megolvasztására épülő technológia, amelyben nem használják azokat az innovációkat, amelyeket a Stratasys szabadalommal védett.

3D nyomtató berendezések

Az elnevezések közötti különbségek ellenére az FDM és az FFF mögött álló alapkoncepció azonos. Mindkét módszer során megolvasztott hőre lágyuló anyagot juttatnak a felületre egy fúvókán keresztül, hogy a tárgyakat rétegről rétegre felépítsék. Az elsődleges különbség a nyomtatáshoz használt berendezésekben és azok technológiai fejlettségében rejlik. A Stratasys FDM technológia kifejezetten a Stratasys által tervezett és gyártott 3D nyomtatókat használ, amelyekben a műanyag feldolgozásához szükséges környezeti paraméterek biztosítása köré épül a berendezés, az FFF technológia nyílt forráskódú, ami lehetővé teszi, hogy különböző gyártók kompatibilis 3D nyomtatókat gyártsanak, első sorban olyan alapanyagok feldolgozására, amelyek nem igényelnek speciális környezeti paramétereket.

Alapanyagválaszték

A Stratasys FDM és FFF közötti másik jelentős különbség az alapanyagok feldolgozásának technológiai minőségében rejlik. A Stratasys FDM nyomtatók a nagy teljesítményű és műszaki minőségű hőre lágyuló műanyagok szélesebb választékát támogatják, beleértve az Antero (PEKK) és ULTEM™ (PEI) anyagokat. Ezek az alapanyagok kiváló mechanikai tulajdonságokkal, hőállósággal és vegyi ellenállással rendelkeznek, így megfelelnek a szigorú repülőgépipari, autóipari és egészségügyi előírásoknak. Ezzel szemben az FFF nyomtatók jellemzően a mérnöki és a magas hőállóságú alapanyagok közül szűkebb alapanyagválasztékot kínálnak, leginkább a PLA, PETG alapanyagok nyomtatására alkalmasak, de így sem garantálják a sikeres gyártásokat és az ismtlési pontosságot, vagyis, hogy többször ugyanabban a minőségben képesek legyártani egy adott alkatrészt.

Nyomtatási minőség és pontosság

A Stratasys FDM 3D nyomtatók az ellenőrzött gyártási folyamatnak és a fejlett technológiának köszönhetően nagy pontosságukról és nyomtatási minőségükről ismertek. Ezek a 3D nyomtatók legalább két nyomtatófejjel rendelkeznek, amely lehetővé teszi támaszanyag használatát az összetett geometriák nyomtatásához. Az eredmény minimális utófeldolgozást igénylő, használatra kész termékek, gyorsan, határidőre, az ipar igényeit kielégítő ismétlési pontossággal. Az FFF nyomtatók a nyomtatás minőségében és pontosságában nagy szórást mutatnak.

Költségek és megfizethetőség

A Stratasys olyan iparágakat céloz meg, amelyekben a gyártósorok működésének biztosítása kiemelten fontos, illetve olyan iparágakat, amelyek high-end megoldásokat is igényelhetnek. A Stratasys és a VARINEX elismert a minőség és a terméktámogatás iránti elkötelezettségéről. Ezzel szemben az FFF 3D nyomtatók az alacsonyabb ár miatt népszerűek a hobbisták, az oktatók és a kisvállalkozások számára, nekik ajánljuk a https://makerbotshop.hu weboldalunkat, ahol jó minőségű UltiMaker FFF 3D nyomtatók közül válogathatnak.

Összefoglalás

A Stratasys FDM technológiája általában havi szinten több tízezer eurós megtérülést hoz a gyártásban érdekelt vállalkozásoknak, mert olyan alkalmazások kielégítésére is alkalmas, amelyre az FFF technológia nem, vagy nagyon korlátozottan. Ugyanakkor az FFF elérhetőbb és megfizethetőbb belépési lehetőséget kínál a 3D nyomtatás világába, ami a felhasználók szélesebb körét szólítja meg. Ettől függetlenül az FFF technológiával szerzett tapasztalatok alapján nem lehet megítélni, hogy az adott vállalkozásnál milyen alkalmazási lehetőségei vannak egy Stratasys FDM 3D nyomtatónak, mert a két technológia alapelve ugyanaz, de a felhasználásának lehetőségei teljesen különböznek. Kétségtelenül mind az FDM, mind az FFF jelentős szerepet játszott az additív gyártás világának fejlődésében.

Tudjon meg többet az FDM 3D nyomtatott szerszámok integrálásáról!

3D nyomtatáshoz használható kompozit anyagok sok esetben megfelelő terhelhetőséget és merevséget biztosítanak számos szerszámkészítési alkalmazáshoz a gyártósoron. Hatékonyan leküzdhetők velük a gyártás során mindennapos, az ütemtervet és a költségeket illető kihívások. Csereszerszámok, szerelő ülékek és egyéb gyártási segédeszközök előállításakor ezen múlhat a termelési ütemterv teljesítése, az üzemeltetési költségvetésnek való megfelelés, illetve a kiesett idő okozta károk elkerülése.

Ismerje meg a piacvezető vállalatok hogyan integrálják az FDM 3D nyomtatást gyártási folyamataikba!

Töltse le a 13 oldalas, magyar nyelvű kompozit 3D nyomtatási megoldási útmutatót a VARINEX honlapján!

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post A profittermelő FDM 3D nyomtatás appeared first on Műszaki Magazin.

De nyújthat-e megoldást a kis- és közepes szériák kihívására is? A fejlett 3D nyomtatási technológiák a végtermékre is jobban hasonlító prototípusokon túl a szériagyártási feladatokra is hatékony választ adhatnak.

Az FFF, azaz műanyagszál-olvasztásos 3D nyomtatók mostanra nagyon elterjedtek, így már a legtöbb ipari szereplőnek van tapasztalata ezzel a sokoldalú technológiával. Vitathatatlan előnyei mellett azonban ez a népszerű eljárás is hagyhat maga mögött kívánnivalót, ha például a felületi minőséget,  részletgazdagságot, termelékenységet, izotrópiát vagy a hőállóságot helyezzük a fókuszba. Érdemes tehát nyitni a fejlettebb nyomtatási technológiák, például az LFS és SLS nyomtatás felé.

Az LFS 3D nyomtatás lehetőségei

Az LFS nyomtatás a sztereolitográfia (SLA) egy speciális formája. SLA nyomtatás során lézer segítségével folyékony, UV fényre polimerizálódó műgyantából építik fel a tárgyakat. Az erre az elvre építő LFS nyomtatást az amerikai Formlabs fejlesztette ki, amely során minimalizálták az alkatrészre nyomtatás közben ható erőket, valamint precízebbé tették a galvo lézeres pásztázást. Az LFS technológia fő előnyei közé tartoznak az izotróp belső szerkezet, a sima felületek, valamint a legapróbb részletek precíz nyomtatásának lehetősége.

Az SLS 3D nyomtatás előnyei

SLS (szelektív lézerszinterezés) nyomtatás során hőre lágyuló műanyag (leggyakrabban poliamid) por összeolvasztásával szintén lézer hozza létre a rétegeket. Az SLS additív eljárás fő előnyei a teljes geometriai szabadság, az ellenálló, ipari alapanyagok használatának lehetősége, a fröccsöntéssel megegyező tulajdonságú belső szerkezet és a kimagasló termelékenység.

Lehetőségek a sorozatgyártásra

Az LFS technológiát pontosságából és felbontásából fakadóan gyakran használják öntészeti minták, mesterdarabok 3D nyomtatására, amelyeket aztán vákuum- vagy RIM-öntéssel sokszorosítanak. Emellett közvetlen fröccsöntő szerszámbetét gyártására is egyre több példát látni. Itthon valószínűleg a Technoplast Group Kft. rendelkezik ezen a területen a legnagyobb tapasztalattal, amelyről április végén a Formlabs 3D nyomtatókat forgalmazó FreeDee Kft. által szervezett szakmai napon is személyesen mesélnek majd.

Az SLS nyomtatás ezzel szemben a végfelhasználásra szánt szériák közvetlen gyártására is kifejezetten alkalmas akár több ezres darabszámig. Ennek oka a strapabíró, ipari alapanyagokban, a végterméknek megfelelő homogén belső szerkezetben, valamint az eljárás komoly termelékenységében gyökerezik.

Ezekkel a házon belüli additív megoldásokkal kiválthatók korábban kiszervezett szériák és egyedi alkatrészek, ami rövidebb átfutási időkhöz, gyorsabb termékfejlesztéshez és piacra lépéshez vezet, emellett a napjainkban egyre gyakoribb ellátási lánc problémáktól is megvédheti a termelési folyamatokat. Az új termékek fejlesztéséhez szükséges idő csökkenése, a költséges és lassú szerszámgyártás elhagyása pedig potenciálisan a házon belüli innovációt, a variációk számát is növeli, amely versenyképesebb termékek mindenkit megelőző bevezetését teszi lehetővé.

Alapanyagok az LFS és SLS gyártásban

Mindkét szóban forgó additív gyártóeljárás területén széles alapanyagkínálattal találkozhatunk, amelyek különböző mechanikai tulajdonságaikkal más-más felhasználási területeken jelentenek optimális választást. Míg az LFS nyomtatás alapanyaga minden esetben műgyanta, addig SLS nyomtatás területén a PA12 és PA11 poliamidok jellemzők, de például különböző rugalmas vagy PP alapanyag is elérhető. Emellett a szálhúzáshoz nyomtatáshoz hasonlóan itt is elérhetők rövidszálas kompozit anyagok, amelyek erősebb és alaktartóbb vagy például ESD biztos alkatrészek nyomtatását is lehetővé teszik ezekkel az eljárásokkal.

A fejlett additív eljárások terjedése

Miért terjedtek el kevésbé az LFS/SLA és SLS nyomtatók?

Amikor az FFF 3D nyomtatást védő szabadalmak 2009-ben lejártak, az eljárást alkalmazó 3D nyomtatók ára rövid időn belül töredékére csökkent. Megjelentek új, felhasználóbarát és elérhető 3D nyomtatókat gyártó vállalatok, mint például az Ultimaker, akik kikövezték az utat a technológia széleskörű adaptációja felé.

Az SLA és SLS eljárások szabadalmai később jártak le, utóbbi 2014-ben, ezzel megnyitva az utat az FFF eljáráshoz képest későbbi, de hasonló mértékű árcsökkenéshez. A Formlabs első elérhető, asztali SLA 3D nyomtatói 2013-ban minden várakozást felülmúlva több, mint 2000 megrendelést és 3 millió dollárt gyűjtöttek be az induló kampány során.

Mostanra a Formlabs mind az SLA, mind az SLS technológiai területén sokat tett az additív eljárások demokratizálásáért. A Form 3L nagyformátumú LFS nyomtató elérhetővé tette tekintélyes munkadarabok nagyfelbontású, házon belüli gyártását, ami korábban csak nagyon drága, ipari gépekkel volt megoldható. Legújabb fejlesztésük pedig, a Form Fuse 1 SLS nyomtató rendszer a szelektív lézerszinterezés termelékeny technológiáját tette egy megbízható, kompakt rendszerrel akár egy KKV számára is megfizethetővé.

Élő bemutató és sikeres alkalmazási példák

A Formlabs 3D nyomtatókat is értékesítő FreeDee Kft. idén jegyzi alapításának 10. évfordulóját, amelyet többek között ingyenes, a szakmai fejlődésre és kapcsolatteremtésre is alkalmas napok szervezésével ünnepel. Ebben a hónapban az LFS és SLS technológiáknak dedikált programot szerveznek, amely során a résztvevők mindkét fejlett eljárás munkafolyamatait, alapanyagait és lehetőségeit megismerhetik élő demókkal, nemzetközi és hazai példákkal is alátámasztva.

Foglalja le helyét április 26-ára!

The post 3D nyomtatás alkalmazása a prototípus és a nagyszéria közötti feladatoknál is appeared first on Műszaki Magazin.