Fused Deposition Modeling (FDM) представляет собой вторую по степени распространенности технологию быстрого изготовления опытных образцов после стереолитографии (SLA)

            Пластмассовая филаментная нить, диаметром около 1/16 дюйма поступает с катушки к литьевому отверстию (при альтернативном размещении компонентов установки пластмассовые гранулы подаются из бункера). Разогретое литьевое отверстие (фильера) расплавляет пластмассу и управляет потоком расплавленного пластика. Сопло установлено на механическую платформу, которая может передвигаться и в горизонтальном (X-Y), и вертикальном (Z) направлениях. По мере того, как литьевое отверстие перемещается над горизонтальным стендом с определенной геометрией, оно наносит тонкий слой экструдированной пластмассы для формирования каждого из слоев. По мере того, как пластмасса выпускается из литьевого отверстия и связывается с лежащим внизу слоем, она затвердевает. Вся система находится в печи при температуре несколько ниже точки плавления пластмассы. Таким образом, для того, чтобы расплавить пластмассу, необходимо лишь небольшое количество дополнительной тепловой энергии, которую и предоставляет литьевое отверстие для экструзии. Это дает возможность осуществлять технологический контроль.

Рис. 1. Построение модели путем послойной укладки разогретой полимерной нити.

            Как и в случае с SLA, опорные элементы (поддержка) необходимы для любых нависающих фрагментов модели, эти поддержки позднее удаляются во время второстепенных операций. Для реализации этих технологий используются некоторые материалы, включая найлоноподобные полимеры, а также поддающиеся механической обработке и литью пластичные материалы и, в последнее время, АБС и полифенилсульфоны. Растворимые в воде материалы подложки, которые можно удалять просто смыванием, также теперь присутствуют на рынке. Разрабатываются и другие полимерные системы, а также керамические и металлические материалы.

Рис. 2. Модель, произведенная с помощью FDM (тороидальный трилистник двойного плетения с поддержкой и без поддержки), и с использованием Stratasys.

Styratasys Corporation
            Компания Stratasys является единственным западным поставщиком. Похожие технологии также разрабатываются в настоящее время в Китае. Производитель систем быстрого прототипирования опытных образцов компания Stratasys поставила на рынок триплетную трехвариантную разновидность своей системы быстрого прототипирования – FDM Vantage. Компания запатентовала технологию быстрого прототипирования, известную как построение модели путем послойной укладки разогретой полимерной нити (FDM). С помощью данной технологии создаются твердые модели непосредственно с использованием трехмерных файлов в ситеме CAD с использованием пластмассы АБС, поликарбоната, полифенилсульфона, или иных материалов. Компания сообщает, что при использовании триплетов у конструкторов есть выбор из трех отдельных вариантов рабочих параметров и цены в диапазоне от 99 тыс. долл. за базовую модель FDM Vantage до 195 тыс. долл. в зависимости от типа модели и конфигурации. При использовании FDM конструктор может моделировать с помощью поликарбоната за цену менее 100 тыс. долл. Поликарбонат представляет собой одну и самых жестких пластмасс для моделирования, имеющихся на рынке, он используется многими производителями для создания готового продукта. Шагом вперед по сравнению с базовой моделью является Vantage S, где буква S означает скорость. Модель S в среднем на 50% быстрее базовой модели Vantage в зависимости от типа материала, толщины слоя, геометрии модели, размера модели, и типа подложки. Полностью нагруженным вариантом триплета является Vantage SE, эти буквы означают скорость + расширенный охват. Помимо более высокой скорости система SE обладает более широким охватом и встроенной рабочей камерой объемом превосходяшим на 150%, что позволяет работать с более крупными прототипами. Здесь также имеется расширенная зона для материалов, с местами для хранения канистры со вторым материалом модели и канистры со вторым материалом подложки, что позволяет потребителям оставлять установку без присмотра на довольно значительные периоды времени. По мере того, как растут требования пользователей, установка может модифицироваться вместе с ними. Потребители могут начать с более доступной по цене установки, а затем наращивать мощность, если потребуется. Существующие модели FDM Vantage также могут быть усовершенствованы до уровней моделей S или SE.

Рис. 3. Установка FDM Vantage, Stratasys Corp.

            Триплеты FDM Vantage были построены на платформе Stratasys T-класса, которая создает модели из высокотемпературных и высокоэффективных конструкционных термопластов. Поскольку в системах быстрого изготовления образцов Stratasys FDM используются такие распространенные термопласты, как АБС, ПК и сульфоны, они начинают завоевывать признание благодаря возможности быстрого изготовления готового продукта, как для мелкосерийного производства, так и для продукции, производимой по индивидуальному заказу.

Dimension 3D Printing Group
            Компания Dimension 3D Printing Group, подразделение компании Stratasys, Inc. расширила свое семейство трехмерных принтеров за счет Dimension SST, продукта, который позволяет потребителям разрабатывать усовершенствованные трехмерные модели. В принтерах Dimension 3D используется запатентованная Stratasys технология быстрого создания высокоточных трехмерных прототипов путем послойной укладки разогретой полимерной нити непосредственно в трехмерном варианте с системой CAD (автоматизированное проектирование). Dimension SST унаследовал все функции своего предшественника Dimension BST, исходного трехмерного принтера компании, помимо этого он снабжен автоматизированной системой удаления растворимых подложек, которая позволяет разрабатывать объекты, имеющие более сложную геометрию.

Рис. 4. Установка Dimension SST, Dimension Printing.

            Dimension SST, который является недорогой альтернативой для построения функциональных трехмерных изображения, продается за 35 тыс. долл. Dimension SST и Dimension BST работают от программного обеспечения компании Catalyst. Трехмерные принтеры создают функциональные трехмерные изображения снизу вверх, слой за слоем. Программное обеспечение импортирует файлы STL и автоматически нарезает слои и ориентирует детали, создает необходимые подложки и планирует точный путь нанесения нити, которому должен следовать трехмерный принтер. В то время как при использовании предыдущего принтера Dimension необходимо было вручную удалять фрагменты подложки, Dimension SST снабжен установкой очистки, которая быстро и легко удаляет растворимые подложки, тем самым, облегчая создание трехмерных моделей. Оба устройства создают точные модели с использованием пластмассы АБС, что позволяет пользователям испытывать трехмерные изображения на функциональность, форму и соответствие образцу. Помимо признания своей целью традиционных рынков производства для авиационно-космической, и автомобильной промышленности, а также рынка оборудования, компания Dimension 3D Printing Group расширила рынок концептуального моделирования, который теперь включает области образования, архитектуры, потребительских товаров, упаковки и промышленного дизайна.

Дон Росато, http://www.omnexus.com