FDM 3D Baskı Teknolojisi - Fibilo | 3D Baskı Hizmeti, 3D Tarama Hizmeti

FDM Nedir?
FDM Nasıl Çalışır?
FDM’in Yapısı
FDM’de Kullanılabilir Malzemeler
FDM’de Yapılabilecek Ardıl İşlemler
FDM Avantajları ve Sınırları
FDM için Temel Kurallar
FDM Kullanım Alanları
FDM Görselleri
Diğer Teknolojilerle Karşılaştırma

FDM Nedir?

FDM (Fused Deposition Modeling) teknolojisi, eriyebilen bir plastik malzemenin sıcak başlık yardımıyla katman katman ve üst üste ekleme şeklinde ki bir 3D yazıcı üretim tekniğidir. Kullanılan malzemeler polimerdir ve formu filament yani bir tele benzer formadır.

FDM, dünya üzerinde en çok kullanılan 3D yazıcı teknolojisidir. İnsanların 3D yazıcı teknolojisi ile tanışmasını FDM teknolojisi sağlamıştır.

FDM teknolojisinde üretim yapmak için bazı tasarım sınırlandırmaları mevcuttur. Bu sınırlandırmalara tasarımcıların ve kullanıcıların dikkat etmesi gerekmektedir. FDM diğer adıya FFF(Fused Filament Fabrication) olarakta adlandırılmaktadır.

3D Baskı için Teklif İsteyin

FDM Nasıl Çalışır?

FDM şu şekilde çalışır.

Öncelikle bilgisayar ortamında 3D model çizmelisiniz. Bu çizimi kendiniz yapabileceğiniz gibi bir profesyonelde yardım alabilirsiniz. Firmamız size 3D tasarım konusunda destek olmaktadır. 3D tasarımı Fusion 360, Solidworks, Catia, 3D max veya Rhino gibi profesyonel ortamlarda yapabileceğiniz gibi çok basit tasarımlar için Tinkercad gibi ortamlarda da tasarım yapabilirsiniz. Eğer elinizde bir nesne varsa ve bunu bilgisayara aktarmak istiyorsanız nesneniz üzerinden 3D tarama yaptırabilirsiniz. 3D tarama için bizden 3D Tarama Hizmeti alabilirsiniz. Bilgisayarda modelinizi oluşturduktan sonra STL veya OBJ formatlarında dışarı aktararak 3D yazıcıda üretim için modeliniz hazır olur.

STL veya OBJ formatında hazır olan 3D modelinizin üretimi için doğru malzemeyi seçmek gerekmektedir. Bu seçimi yaparken modelinizin ne amaçla kullanılacağını iyi belirlemeniz gerekmektedir. Bu seçimi yaparken karşılaştırma ve daha detaylı bilgi için FDM 3D Baskı Malzemeleri bölümünü inceleyebilirsiniz. Malzeme seçimi yapıldıktan genellikle rulo şeklinde hazır olan filament baskı kafasını gerekli sıcaklığa getirdikten sonra 3D yazıcıya yüklenir.

Malzemeyi seçtikten ve filamenti yükledikten sonra kullanılacak 3D yazıcıya uygun şekilde g-code oluşturulur. G-code, 3D yazıcıda bulunan baskı kafasındaki adım motorlarının hangi anda hangi koordinata gitmesi gerektiği, baskının yapılacağı tablanın hangi anda nerede olması gerektiği, yüklenen materyalin hangi anda kaç derecede ısınması gerektiği ve bu baskı kafasından akacak filamenti ne kadar akıtması gerektiği gibi bir çok detaylı parametreyi hazırlar. Bu g-code oluşturma işlemini simplify3d, cura gibi yardımcı arayüz yazılımları ile yapabileceğiniz gibi kullandığınız 3D yazıcının hazır arayüz yazılımınıda kullanabilirsiniz.

G-code oluşturulduktan sonra 3D yazıcının donanımına göre SD card veya Wi-fi aracılığıyla 3D yazıcıya aktarabilirsiniz.

Artık bu aşamadan sonra 3D yazıcı baskı işlemine başlar. G-code’da gördüğü programa göre her bir katmanı 0.05 mm ile 0.4 mm arasında dize dize 3D modeli oluşturmaya başlar. FDM 3D baskı teknolojisi için aşağıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

FDM’in Yapısı

3D Yazıcı Parametreleri

FDM teknolojisinde 3D yazıcı birçok parametrenin ayarlanmasına izin verilir. Nozzle veya tabla sıcaklığı, üretim hızı, katman yüksekliği veya soğutma fanı hızları gibi birçok parametre operatör tarafından ayarlanabilir. Her bir parametre ayarı üretilecek modelin kalitesini etkiler. Tasarımcılar için bu çokda önemli değildir. Daha çok bu kısımları 3D yazıcı operatörleri halletmektedir.

Yinede tasarımcıların dikkat etmesi gereken birkaç nokta bulunmaktadır. Bunlardan biri katman yüksekliği ve maksimum üretim alanıdır.

Genel olarak kullanılan 3D yazıcılar 200*200*200 mm veya 300*300*300 mm civarlarındadır. Bu ölçülere göre modeller tasarlanırsa tek seferde modeliniz üretilebilir. Eğer bu ölçülerin dışında ise modeli maksimum üretim boyutuna göre parçalayıp sonra birleştirme yöntemi bile yinede üretilebilir. Profesyonel 3D baskı hizmeti veren firmalarda 1000*1000*1000mm ölçülerine kadar baskı hizmeti alabilirsiniz. Büyük 3D baskı hizmeti almak istiyorsanız bu konuda firmamızdan destek alabilirsiniz.

Tasarımcılar için dikkate değer diğer bir parametre katman yüksekliğidir. Genellikle 50 ile 400 mikron aralığında değişen bu katman çözünürlüğü baskı hızına ve baskı kalitesine yakından etki eder. Genellikle katmanlar arası baskı yüksekliği 200 mikron ideal bir seçimdir. 50 mikron katman yüksekliğine sahip üretimlerde baskı yüzeyindeki çizgiler çok az belli olurken üretim süresi 200 mikrona göre yaklaşık 4 kat artar. 400 mikron üretimde ise 200 mikrona göre baskı süresi yaklaşık 2 kat azalırken yüzeylerdeki çizgi daha çok belirginleşir. 3D yazıcılarda katman yüksekliği hakkında daha fazla bilgiyi buradan bulabilirsiniz.

Parçanın Çekmesi

FDM 3D yazıcılarda parça çekmesi en sık görülen sorundur. Üretilen malzeme katılaşmaya başladığında sıcaktan soğuğa geçerken boyutları azalır. Baskının farklı bölümleri farklı hızlarda soğuduğunda boyutlarıda farklı değişir. Bu soğuma parçayı alttan yukarıya çekmeye başlar. Buda boyutlarında değişiklik olmasına ve tabladan kalkmasına sebep olabilir. Bunu önlemek için tabla ısıtmalı 3D yazıcı ve çeşitli yapıştırıcılar kullanılır.

Tasarımcının çekmelere karşı bazı önlemler alabilir.

Geniş düz alanlar çekmesi en çok muhtemel şekillerdir. Eğer geniş düz alanlardan kaçınabilirse daha iyi baskı alınabilir.

İnce Çıkıntılar (çatalın ucu gibi) bükülmeye en çok eğilimle çizimlerdir. 200 mikron kalınlığında duvar çizerek bu önlenebilir.

Keskin kenarlar bükülmesi en kolay yapılardır. Bu sebeple kenarları yumuşaklatmak iyi bir çözümdür.

Bazı malzemeler eğilmeye karşı daha hassastır: ABS, yüksek geçiş sıcaklığı ve nispeten yüksek termal genleşme katsayısı nedeniyle PLA veya PETG’ye kıyasla eğilmeye karşı daha hassastır. Doğru malzeme seçimi ile çekmenin ve kalkmaların önüne geçilebilir.

Katman Yapışması

Üst üste eklenen katmanların yapışması FDM 3D Baskı için çok önemlidir. Erimiş malzeme nozuldan ekstrüde edildiğinde, bir önceki tabakaya bastırılır. Yüksek sıcaklık ve basınç bir önceki katmanın yüzeyini yeniden eritir ve yeni katmanın daha önce basılmış kısım ile birleştirilmesini sağlar. Z ekseninde yazdırılan parça XY eksenine göre Z ekseni daha az dayanıklıdır. Bu sebeple tasarlanan parçanın dayanımı isteniyorsa tasarımda dikkat etmek gerekebilir. Örneğin ABS malzemesi ile dikey olarak üretilen bir model aynı dolulukta yatay olarak üretildiğinde 4 kat daha güçlü olduğu görülmüştür.

Ayrıca erimiş malzeme bir alt katmanın üzerine bastırıldığından yatayda kalan delikler üzerinde sonradan işlem yapmak gerekebilmektedir.

FDM teknolojisinde katman çizgileri genellikle belli olur

Destekler

Destekler FDM teknolojisinde havada kalan kısımlar için gereklidir. Eritilen malzeme havada tutunamaz bu sebeple sonradan sökülebilecek şekilde havada kalan kısımların tutunabilmesi için destek örülür.

Destek ile tutunan alanlar genellikle diğer yüzeylerden daha düşük yüzey kalitesine sahip olacaktır.

Destekler genellikle parça ile aynı malzemeden üretilir. Fakat bazı 3D yazıcılarda sıvı ile çözünebilen PVA gibi malzemelerde kullanılabilmektedir.

İç Doluluk ve Duvar Kalınlığı

FDM teknolojisinde üretim yapılırken baskı süresini azaltmak ve malzemeden tasarruf etmek için genellikle tam dolu yazdırılmazlar. Bunun yerine dış kabuğuna belirli bir tam dolu kalınlık (genellikle 1.2 mm-1.6 mm) ile çevrilirler. İç kısmına petek yapısı gibi boşluklu bir yapıda üretim yapılır. Bu şekilde üretim daha hızlı olur. İç kısımda örülen petekler doluluk ile ayarlanabilir. Genellikle %20 doluluk ideal olabilmektedir. Daha dayanıklı parçalar için %100 doluluk tercih edilebilir.

3D Baskı Doluluk Oranı — 3D Baskı Doluluk Oranları

FDM’de Kullanılabilir Malzemeler

FDM teknolojisinin en önemli özelliklerinde birisi çoklu malzemeleri tek makine üzerinde kullanılabiliyor olmasıdır. Bunlar emtia termoplastiklerinden (PLA ve ABS gibi) mühendislik malzemelerine (PA, TPU ve PETG gibi) ve yüksek performanslı termoplastiklere (PEEK ve PEI gibi) kadar değişebilir.

Kullanılan malzeme, basılı parçanın mekanik özelliklerini ve doğruluğunu değil, aynı zamanda fiyatını da etkilemektedir. En yaygın FDM malzemeleri
aşağıdaki tabloda özetlenmiştir.

Malzeme	Karakteristliği
	+ İyi Dayanım
ABS	+ Sıcaklığa karşı direnç
	– Çekmelere karşı hassas

	+ İyi yüzey görünümü
PLA	+ Kolay 3D baskı
	– Düşük darbe dayanımı

	+ Yiyecekler için güvenli
PETG	+ İyi dayanım
	+Kolay baskı

	+ Esnek malzeme
TPU	– Doğru yazdırmak zordur

	+ İyi Dayanım
ABS+	+ Sıcaklığa karşı direnç
	– Çekmelere karşı hassas

	+UV dayanımı yüksek
ASA	+Dış mekanlarda kullanımı uygun
	-Maliyeti yüksek

	+Yüksek Dayanıklılık
PC	-Baskı doğruluğu az

	+Yüksek Dayanıklılık
PC ABS	+Sert Termoplastik
	-Maliyeti yüksek

	+Yanmaya karşı dayanıklı
PEI ULTEM	+Mühendislik uygulamaları için ideal
	-Maliyeti Yüksek

Tüm Malzemeleri İncele

FDM’de Yapılabilecek Ardıl İşlemler

FDM teknolojisinde üretilen modeller, zımparalama ve parlatma, astarlama ve boyama, soğuk kaynak, buhar yumuşatma, epoksi kaplama ve metal kaplama gibi çeşitli son işlem yöntemleri kullanılarak çok yüksek bir standarda tamamlanabilir.

3D Baskı için Teklif İsteyin

FDM Avantajları ve Sınırları

FDM teknolojisinin avantajları ve sınırları şöyle özetlenebilir.

+ FDM özel termoplastik parçalar ve prototipler üretmenin en uygun maliyetli yoludur.

+ Teknolojinin yüksek kullanılabilirliği sayesinde termin süreleri kısadır. Bu süre aynı gün veya ertesi güne kadar kısadır.

+ Hem prototipleme için hem de ticari olmayan bazı fonksiyonel uygulamalar için uygun çok çeşitli termoplastik malzemeler mevcuttur.

-FDM, diğer 3D baskı teknolojilerine kıyasla en düşük boyutsal doğruluk ve çözünürlüğe sahiptir. Bu nedenle karmaşık ayrıntılara sahip parçalar için uygun değildir.

-FDM parçalarının görünür katman çizgileri olması muhtemeldir. Bu nedenle düzgün bir son işlem için sonradan işleme gereklidir.

Malzemeler	Termoplastikler (PLA, ABS, PETG, PC, PEI vs)
Boyutsal Doğruluk	± 0.5% (alt limit ± 0.5 mm) – masaüstü± 0.15% (alt limit ± 0.2 mm) – Endüstriyel
Üretim Boyutları	200 x 200 x 200 mm – masaüstü 1000 x 1000 x 1000 mm – Endüstriyel
Katman Çözünürlükleri	50’den 400 microna kadar
Destek	Her zaman gerekli değildir. (Çözünebilir Mevcuttur)

FDM için Temel Kurallar

FDM, çok çeşitli termopalstik malzemelerden hızlı ve düşük maliyetle prototipler ve fonksiyonel parçalar üretebilir.
Masaüstü FDM 3D yazıcının tipik yapı boyutu 200 x 200 x 200 mm’dir. Endüstriyel makineler daha büyük bir yapı boyutuna sahiptir.
Bükülmeyi önlemek için geniş düz alanlardan kaçının ve keskin köşelere yumuşatma ekleyin.
FDM doğal olarak anizotropiktir, bu nedenle mekanik olarak kritik bileşenler için önerilmez.

FDM Kullanım alanları

FDM teknolojisinin kullanım alanı çok geniştir. Karmaşık tasarımı olmayan bir çok modellerin üretimi için idealdir. En çok seri üretim öncesi prototipleme için kullanılır. Aşağıda bazı sektörler verilmiştir.