Što je FFF/FDM? [Tehnologije 3D ispisa]

3D ispis je tehnologija koja omogućuje izradu 3d objekata pomoću 3D pisača i računala, a sastoji od nekoliko vrsta tehnologija; drugim rječima, 3D ispis se ne sastoji od samo jedne, već od više tehnologija. Tri najpoznatije tehnologije 3D ispisa su FFF (FDM), SLS i SLA. Danas ćemo Vam detaljnije predstaviti i objasnitit FFF tehnologiju 3D ispisa.

FFF, kratica od “Fused Filament Fabrication” je najraširenija i najjeftinija tehnologija 3D ispisa. Ova tehnologija temelji se na ekstruziji materijala kroz mlaznicu, odnosno 3D pisač izrađuje vaš želejeni objekt tako da postupno topi filament (rola plastične “vrpce” raznih promjera (često 1.75mm) kroz mlaznicu te potom slijedi nanošenje slojeva tankih plastičnih “vrpci” (filamenta) na podlogu za ispis. Filament se potom hladi te se tako formira čvrsti objekt.

FFF tehnologiju 3D ispisa često nazivamo i FDM (“Fused Deposition Modeling”), naziv kojeg je isprofilirala tvrtka Stratasys, jedna od vodećih tvrtki u industriji 3D ispisa.

Pogledajte video kako radi naš M3D Micro +, entry level 3D pisač koji se temelji na FFF/FDM tehnologiji 3D ispisa.

Kada je FFF u pitanju, koristi se nekoliko vrsta plastike (filamenta), kao npr. PLA i ABS plastike. Osim tipa plastike koju koristimo, kod FFF 3D pisača možemo mijenjati temperaturu na kojoj topimo plastiku, brzinu samog ispisa, i brzinu ekstruzije materijala. Svi ti parametri su tu kako bi se FFF uređaji mogli prilagođavati raznim oblicima koje ispisuju te raznim materijalima s kojim rade. Na objektima izrađenim pomoću FFF 3D pisača uočavamo slojastu građu, odnosno tanke slojeve plastike. Visina slojeva i promjer mlaznice kroz koju izlazi rastoljeni filament “odlučuju” o rezoluciji objekta rađenog na FFF 3D pisaču. Naravno, ima još mnogo parametara koji igraju ulogu rezoluciji izrađenog objekta, a mi smo naveli samo dva najočitija parametra. Ako Vam je cilj precizno izraditi objekt pomoću FFF 3D pisača, ciljajte na što manji promjer malznice i na što manju visinu slojeva. To će poboljšati ne samo preciznost, već i glatkoću površine ispisanog objekta.

KOJA JE GLAVNA MANA FFF TEHNOLOGIJE?

Glavni nedostatak FFF (FDM) tehnologije je tzv. “warping”. Pošto se objekt ispisuje sloj po sloj, hlađenje plastike nije ujednačeno, već se svaki dio modela hladi u drugačijim vremenskim intervalima. Zbog toga se može dogoditi savijanje rubova modela prema gore; novi slojevi su topliji od prethodnih te povlače ostale slojeve gore. Ovaj problem nije ne rješiv, no ponekad zna biti malo naporan. Mi prodajemo samo FFF uređaje (zasad) te smo svoje kupce uputili na to kako spriječiti “warping”. Naš najčesšći savjet je da se pokuša sa “blue tapeom”. Radi se o plavoj soboslikarskoj traci koja često zna podosta umanjiti, a nekad i potpuno spriječiti “warping”. Ima još hrpa trikova kako spriječiti “warping”, jedan od njih je da se nanese lijepilo u stiku na podlogu prije ispisa itd…

Najskuplji model u našoj ponudi je M3D Pro, FFF uređaj sa cijenom od 6960kn koji dolazi sa grijanom podlogom za ispis. Naš “entry level” uređaj je M3D Micro + te on ne dolazi sa grijanom podlogom za ispis, no moguće ju je naknadno kupiti. No, čemu služi grijana podloga? Radi se o tome da podloga komunicira sa softverom te, ukoliko treba, mijenja temperaturu na kojoj održava već ispisane slojeve te se tako postiže ujednačenje u temperaturi novo ispisanih i već postavljenih slojeva te ne dolazi do “warpinga”.

Na M3D Pro 3D pisaču mismo još niti jednom iskusili warping, ali na Micro + 3D pisaču se zna dogoditi (kada nema grijane podloge za ispis) ukoliko se printa objekt sa velikom površinom. Problem smo rješili tako da smo prilagodili visinu glave za ispis, spustili smo glavu za ispis niže te su se tako slojevi bolje zaljepili za podlogu i rješili smo problem “warpinga”. Dakle, warping zna biti naporan, no ukoliko imate grijanu podlogu za ispis, vrlo vjerojatno nećete osjetiti taj problem, a ako nemate, kupite si “blue tape” i zaljepite ga za podlogu, a ako to ne uspije, kalibrirajte pisač tako da spustite glavu ispisa kako bi se prvi sloj još bolje zaljepio za ne ugrijanu podlogu.

 Primjer warpinga, izvor: simplify3d.com

Primjer warpinga, izvor: simplify3d.com

POTPORNI MATERIJAL

Možda ste se zapitali kako se, primjerice, FFF uređajem ispisuje most, ili bilo što što “visi”. Odgovor se krije u tome da uređaj paralelno sa ispisom samog modela, ispisuje tanke “zidiće” materijala na mjestima gdje će se nalaziti neka izbočina. Pomoću tih “zidića” uređaj si stvara podlogu po kojoj će lako izgraditi izbočinu, a kada ispis završi, na korisniku je da ukloni tanke “zidiće”. Uskoro ćemo pisati o softveru za 3D ispis pa ćemo tada objasniti detalje vezane uz kako ručno podesiti i odrediti gdje da se izrade “zidići”, jer u softveru uređaja koje mi prodajemo, nalazi se automatska opcija koja uređaju “govori” gdje da izradi “zidiće”. Detaljnije o tome idući put…

Vrijedi pravilo da kod FFF uređaja potporni materijal nije potreban ukoliko je izbočina pod kutem većim od 45 stupnjeva. Ukoliko je kut izbočine manji od 45 stupnjeva, potporni materijal nije nužan, no ako ciljate na najbolje moguće rezultate ispisa (glatkoća površine…), razmislite o tome da uključite opciju potpornog materijala.

Postoji više načina izrade potpornog materijala, onaj najčešći je da se potporni materijal izrađuje od istog materijala kojim izrađujemo objekt, samo se izrađuju tanki i lako lomljivi “zidići” kako bismo ih poslije lakše uklonili. No, kod nekih pisača postoji opcija da imaju 2 mlaznice što omogućuje ispis potpornog materijala nekim drugim materijalom, dok se ispis samog objekta vrši kroz preostalu mlaznicu. Ukoliko posjedujete uređaj sa dvije mlaznice, pokušajte ispisati nešto sa potpornim materijalom koristeći PVA plastiku. Radi se o posebnom filamentu koji se razlaže u vodi te na taj način vaš objekt ostaje netaknut, postižete još bolji izgled modela nakon “post processinga” u odnosu na uređaje s 1 mlaznicom. PVA je odlična stvar, no za hobističku uporabu nije nužan, a ako imate mogućnost ispisa s 2 mlaznice, zašto ne? 

 Shema koja prikazuje model i potporni materijal, izvor: www.additive.blog

Shema koja prikazuje model i potporni materijal, izvor: www.additive.blog

 

PREDNOSTI FFF TEHNOLOGIJE?

FFF tehnologija nosi brojne prednosti upravo zbog toga što je materijal kojim se izrađuju objekti na FFF uređajima relativno jeftin. Naravno, ima i skupih i jeftinijih filamenta, no usporedimo li FFF sa nekim drugim tehnolgijama 3D ispisa, najjeftinije ćete proći sa FFF tehnologijom. 3D ispis se koristi i u proizvodnji, ne samo za prototipiranje i zabavu. Ukoliko imate namjeru proizvoditi (proizvod za tržište) nešto uporabom 3D pisača, FFF vjerojatno neće biti Vaš izbor zbog toga što se slojevi vide, no naša publika su hobisti i ljudi kojima je do učenja o 3D ispisu i zabavi uz korištenje naših uređaja, pa ne možemo reći da je to neka velika mana, jer zaista za uređaje namijenjene prosječnom korisnicima. No na svu sreću postoje SLA i SLS tehnologije 3D ispisa koje će pružiti bolju kvalitetu i profinjenost krajnjeg proizvoda pa su industrijski 3D pisači najčešće SLA i SLS (postoje i FFF industrijski pisači), više o tome uskoro na blogu. FFF se najčešće koristi kao sredstvo rapidnog prototipiranja jer pruža mogućnost izrade prototipa uz niske troškove te je idealan za uporabu među prosječnim i poluprofesionalnim, ako ne i profesionalnoim korisnicima upravo zbog relativno niskih troškova u odnosu na druge tehnologije 3D ispisa.

 

Leo Gregurić