FOTO: Stratasys

FORDYPNING: Fused Deposition Modeling, FDM, er en additiv tilvirkningsteknikk som vanligvis benyttes til fremstilling av prototyper. Begrepet FDM er registrert av maskinleverandøren Stratasys. Et alternativ til dette er derfor Fused Filament Fabrication (FFF).

Teknikken fungerer ved at et plastfilament (tråd) på rull dras gjennom et oppvarmet munnstykke. Plasttråden smelter og ekstruderes gjennom munnstykket for applisering horisontalt eller vertikalt. Plasten appliseres lagvis i små punkter.

En FDM-produksjon starter med en programvareprosess som er utviklet av Stratasys. I denne prosesseres en STL-fil og deles opp i lag. Her kan man også legge på støttestrukturer om produktet krever dette. En FDM-printer kan derfor ofte skrive ut i to materialer – ett som bygger selve objektet og ett som danner støttestrukturer slik at objektet ikke faller sammen. Støttestrukturen har betydelig dårligere holdbarhet enn modellmaterialet.

FDM-materialer kan ekstruderes i lag ned til 0,127 millimeter.

De vanligste materialene som benyttes med FDM-teknikken er ABS, PC, og Ultem 9085. Som støttemateriale anvendes ofte PVA. Detta kan man brekke løs og vaske vekk fra det ferdigprintede produktet. Man må tilsette kaustisk soda. Støttematerialet blir en plastisk masse og må ikke helles ut i vanlige avløp.

De termoplastene som brukes i FDM-teknikken er ofte motstandsdyktige mot varme, kjemikalier og mekanisk påvirkning.

FDM hos Digital Mechanics
Et foretak som har stor erfaring med å benytte FDM-teknikken er Digital Mechanics i Västerås. Anders Sjöberg er markeds- og salgssjef samt deleier av halve foretaket:

– Det karakteristiske for Stratasys-teknikken er at maskinen ekstruderer termoplast i trådform. Deretter smeltes dette i flere lag. For tiden har vi ni FDM-maskiner fra Stratasys, som har utviklet teknikken. Det er både små og store maskinsystemer.

– Så finnes det mindre, billigere maskiner med teknikk som minner om Stratasys. Men den store forskjellen er at med Stratasys så er de mer produksjonstilpasset med programvare som styrer en rekke innstillinger, avhengig av hvordan du skal produsere og i hvilket materiale. Med billigere maskiner, som f.eks. Makerbot, må du gjøre alle innstillingene manuelt.

– Stratasys bygger i et lukket og temperert byggkammer, litt som en ovn. Det gjør at du får beste mulige sammensmeltning. Temperaturen er basert på det materialet du benytter. Dette er kjempeviktig, ettersom all plast oppfører seg på forskjellig vis i ulike temperaturer, hvilket påvirker sammenlimingen og byggemål.

– Så er alle prosesser der plast smeltes veldig følsomme for fukt. Dette må man også kontrollere. Våre plastruller kommer på forseglede blikkbeholdere, slik at fukt ikke kan komme inn i prosessen.

– Vi benytter fremfor alt våre ni FDM-maskiner for produksjonsdetaljer. Vi arbeider også veldig mye med prototyper for montasje. Si at du skal lage et komplekst, grovere rør for en prøvemontasje. Her egner FDM-teknikken seg meget godt når den bygger med høy formriktighet over tid.

Når det gjelder større detaljer pleier vi dessuten å anbefale at vi 3D-skanner detaljen, slik at vi vet at den er rettet mot egnet 3D-CAD-modell.

– FDM-teknikken brukes oftest til mekaniske detaljer i produktutviklingen. Den gir en grovere overflate sammenliknet med for eksempel SLS. Dreier det seg om prototyper mer for design og tester så bruker vi vår Polyjet-maskin. Den gir bedre oppløsning, men overhodet ikke den samme formriktighet i tid. Men Polyjet-maskinen har andre fordeler mot helt andre behov.