Pencetakan 3D FDM: Apa Itu & Bagaimana Cara Kerjanya

Pemodelan Deposisi Terpadu (FDM) adalah yang paling populer Pencetakan 3D teknologi, yang digunakan oleh sekitar 70% dari printer 3D desktop di seluruh dunia. Ini adalah metode yang mudah diakses dan hemat biaya untuk membuat berbagai macam objek, dari prototipe hingga komponen fungsional. Panduan ini menjelaskan cara kerja FDM, aplikasi, manfaat, keterbatasan, dan perbandingannya dengan metode pencetakan 3D lainnya.

Daftar Isi

Bagaimana FDM Bekerja

FDM membangun objek dengan menyimpan plastik yang meleleh lapis demi lapis. Inilah prosesnya:

Membuat Desain 3D menggunakan perangkat lunak CAD.
Ekspor desain sebagai file File STL.
Gunakan perangkat lunak pengiris (misalnya, Cura, PrusaSlicer) untuk mengonversi STL ke dalam instruksi printer.
The printer memanaskan filamen plastik ke keadaan cair.
A nosel mengekstrusi plastik cair dalam pola yang tepat.
Printer membangun objek lapis demi lapisdengan setiap lapisan setipis 0.1-0.3mm (kira-kira setebal kertas).

Bagian-bagian Penting dari Printer FDM

Pengekstrusi: Mengumpankan filamen ke ujung panas
Hot End: Melelehkan filamen (biasanya pada suhu 180-260°C)
Bangun Piring: Permukaan tempat objek terbentuk
Kumparan Filamen: Memegang filamen plastik

FDM seperti sebuah pistol lem panas yang dikendalikan komputersecara tepat membentuk plastik cair menjadi objek 3D.

Ekstruder FDM dan filamen peleburan ujung panas

Bahan yang Digunakan dalam FDM

Printer FDM mendukung beragam jenis filamen termoplastikmasing-masing dengan sifat yang unik:

Bahan	Kemudahan Penggunaan	Aplikasi	Biaya per kg
PLA	Sangat Mudah	Mainan, model, prototipe	$20-$30
ABS	Sedang	Suku cadang yang tahan lama, barang fungsional	$25-$40
PETG	Mudah	Barang-barang kedap air, botol	$30-$45
TPU	Keras	Komponen fleksibel, casing ponsel	$35-$50
Serat Karbon	Sangat Keras	Komponen berkekuatan tinggi	$80-$150

PLA: Dapat terurai secara hayati, berbahan dasar tumbuhan, ramah pemula
ABS: Kuat tetapi membutuhkan ruang rakitan yang dipanaskan
PETG: Menyeimbangkan kekuatan dan kemudahan penggunaan
TPU: Fleksibel, ideal untuk komponen elastis
Komposit Serat Karbon: Ringan, kekuatan tinggi untuk aplikasi tingkat lanjut

Filamen khusus meliputi diresapi logam (untuk sentuhan akhir metalik) dan suhu tinggi plastik (misalnya, PEEK untuk kondisi ekstrem).

Untuk Apa FDM Digunakan

FDM serbaguna, melayani industri dan para penghobi:

Otomotif: BMW menggunakan FDM untuk pembuatan prototipe cepatmemotong waktu produksi sebesar 90%.
Dirgantara: Cetakan NASA bagian yang ringanhingga Korek api 30% dari logam yang setara.
Medis: Kustom prostetik, panduan bedah, dan model gigi.
Konsumen: Mainan, perbaikan rumah (misalnya, kenop pengganti), dan model pendidikan.
Pembuatan prototipe: Desain pengujian sebelum melakukan Penggilingan CNC atau cetakan injeksi.

FDM unggul dalam menciptakan prototipe fungsional dan suku cadang bervolume rendah.

Berbagai objek cetak FDM dalam bahan yang berbeda

Hal Baik dan Hal Buruk Tentang FDM

Hal-hal yang baik:

Terjangkau: Printer level pemula mulai dari harga $200.
Rentang Bahan yang Luas: Ganti. 40 warna dan jenis yang tersedia.
Ramah Pengguna: Dapat diakses oleh pemula, termasuk anak-anak.
Proses Aditif: Melengkapi metode subtraktif seperti Pemesinan suku cadang CNC.

Hal-hal buruk:

Garis Lapisan yang Terlihat: Permukaan mungkin tampak kasar.
Kekuatan Anisotropik: Komponen lebih lemah di sepanjang garis lapisan (30-50% kurang kuat daripada komponen yang dicetak).
Warping: Cetakan yang besar dapat berubah bentuk selama pendinginan.
Resolusi Lebih Rendah: Kurang presisi dibandingkan metode pencetakan 3D lainnya, seperti SLA.

FDM vs Jenis Pencetakan 3D Lainnya

FDM vs SLA (Stereolitografi)

SLA: Menggunakan sinar UV untuk mengeringkan resin cair, menghasilkan lebih halus, lebih rinci bagian.
FDM: Penawaran lebih kuat, lebih murah bagian tetapi dengan lapisan yang terlihat.
Kasus Penggunaan: SLA untuk model yang rumit (misalnya, perhiasan); FDM untuk komponen fungsional.

FDM vs SLS (Selective Laser Sintering)

SLS: Laser memadukan bahan bubuk, sehingga tidak perlu mendukung.
FDM: Lebih terjangkau tetapi membutuhkan penyangga untuk overhang.
Kasus Penggunaan: SLS untuk komponen yang kompleks dan bebas dukungan; FDM untuk proyek yang sensitif terhadap biaya.

Prototipe FDM sering kali diuji sebelum produksi akhir dengan pemesinan CNC presisi untuk komponen logam.

Masa Depan Pencetakan FDM

Teknologi FDM terus berkembang:

Printer Cerdas: Koreksi otomatis kesalahan selama pencetakan.
Material yang Berkelanjutan: Filamen yang dapat terurai secara hayati dari sumber tanaman.
Pencetakan Multi-Material: Menggabungkan bahan yang kaku dan fleksibel dalam satu cetakan.
Elektronik Tertanam: Mengintegrasikan filamen konduktif untuk pengkabelan.

Printer FDM industri, seperti printer BigRep ONEdapat menghasilkan objek hingga 1 meter dalam ukuran.

Pertanyaan yang Sering Diajukan Orang

Dapatkah komponen FDM digunakan seperti komponen logam?

Ya, dengan filamen serat karbonyang menyaingi beberapa logam dalam hal rasio kekuatan-terhadap-berat. Suku cadang FDM sering kali merupakan prototipe untuk kemudian Pembubutan CNC dalam logam.

Apa hal terbesar yang bisa saya cetak?

Printer konsumen menangani objek hingga 30x30x30 cm (ukuran kotak roti). Model industri seperti BigRep ONE mencetak hingga 1x1x1 meter.

Apakah hasil cetakan FDM saya akan bertahan lama di luar?

PLA terdegradasi di bawah sinar matahari. Gunakan ABS atau ASA untuk daya tahan di luar ruangan. Untuk komponen luar ruangan yang penting, pertimbangkan mesin CNC aluminium.

Bungkus

FDM Pencetakan 3D adalah serbaguna, terjangkaudan dapat diakses metode pembuatan. Sangat ideal untuk:

Pembuatan prototipe dan suku cadang khusus
Sensitif terhadap biaya proyek
Pilihan bahan yang luas
Ramah pemula aplikasi

Meskipun tidak memiliki ketepatan SLA atau kekuatan dari Suku cadang mesin CNCFDM sangat cocok untuk ide dan pengujian fungsional yang cepat. Untuk kebutuhan kekuatan atau presisi tinggi, pertimbangkan metode pelengkap seperti Penggilingan CNC.