Cosa sono i prototipi FDM
La tecnologia FDM Fused Deposition Modelling opera con stampanti 3D e materiali termoplastici in grado di realizzare pezzi robusti, duraturi e dimensionalmente stabili.
FDM significa letteralmente modellazione a deposizione fusa ed è una tecnologia di stampa 3D che utilizza filamenti di materiale definitivo.
In ambito industriale questa tecnologia viene utilizzata principalmente quando è necessario avere un modello con materiale definitivo.
La precisione di questo processo oscilla tra 0.25 mm e 0.5 mm. La dimensione media di una stampante 3D desktop è comunemente di 200x200x200 mm, mentre per le macchine industriali può arrivare a 1000x1000x1000 mm.
Al nostro interno possiamo realizzare prototipi monolitici fino a 600X500X310 mm in ASA, TPU, PA66, PA12 Carbon, PC, PC ABS, POM.
I layer di costruzione del prototipo sono quasi sempre visibili ad occhio nudo.
Per rendere il modello estetico è necessario carteggiare la superficie per renderla liscia.
In ambito industriale vengono utilizzati più di frequente altri processi che consentono di avere precisioni più spinte con materiali che simulano quelli definitivi.
Processo
Nel primo step il processo di prototipazione FDM consiste nel riscaldamento di filo di materiale termoplastico e poi estruso attraverso un ugello caldo. Il materiale viene depositato strato dopo strato seguendo la geometria immessa nel file CAD, partendo dalla base fino alla sommità dell’oggetto. Il software della macchina prevede la creazione di supporti per alleggerire la struttura di sostegno e garantire la stabilità del prototipo durante il processo produttivo. Al termine della realizzazione, i supporti vengono rimossi e i pezzi sono pronti all’uso.
Una delle criticità di questo processo è la deformazione dei pezzi soprattutto per i prototipi piuttosto grandi. La deformazione viene gestita monitorando più da vicino la temperatura del sistema FDM e aumentando l’adesione tra la parte e la piattaforma di stampa. Le scelte del progettista possono anche ridurre la probabilità di deformazione gestendo al meglio le grandi aree piane, i tratti sporgenti sottili e gli angoli acuti.
Tutto ovviamente in funzione del materiale che deve essere utilizzato nella stampa. Spesso l’ uso di materiale definitivo rende questo processo adatto per la realizzazione di prototipi funzionali, pezzi di ricambio di parti usurate o danneggiate.
I prototipi in FDM sono caratterizzati da una elevata resistenza termica, chimica o meccanica, ma da finiture poco precise salvo apposite lavorazioni aggiuntive in post-produzione. Per questo motivo poco si prestano per test funzionali o collaudi seppure il materiale utilizzato è definitivo.
Vantaggi
I benefici associabili dall’utilizzo di questa tecnologia sono diversi:
- Facile da utilizzare
- Le termoplastiche di produzione sono stabili dal punto di vista meccanico e ambientale
- Geometrie complesse e cavità diventano semplici con l’utilizzo di questa tecnologia
Possibili applicazioni
Grazie ai materiali utilizzabili da questa tecnologia si possono realizzare prototipi in FDM in materiale definitivo. La scelta del materiale è legata come sempre alle prestazioni e alle funzionalità che il modello deve avere.
L’ABS è maggiormente adatto per applicazione ove è richiesta una resistenza a temperatura, inoltre è caratterizzato per essere estremamente versatile, stabile e con buona finitura.
Il PC è il materiale più resistente e può essere un’alternativa all’ABS visto che le prestazioni sono piuttosto simili
Il Nylon ha grandi proprietà meccaniche e la migliore resistenza agli urti, mentre il TPU è utilizzato principalmente per applicazioni flessibili
Le possibili applicazioni di questa tecnologia sono molto ampie e riconducibili a diversi settori industriali come l’automotive, l’aerospaziale, l’alimentare ecc. Ciononostante è una tecnologia che può presentare dei limiti a livello produttivo e a livello applicativo.
La tecnologia FDM offre una risoluzione e una precisione inferiori rispetto a tecnologie come la Sinterizzazione Laser Selettiva, la Stereolitografia o le repliche da stampo in silicone, per questo non risulta la tecnologia più adatta per la stampa di design complessi o di parti con dettagli elaborati. Finiture di buona qualità sono ottenibili a fronte di operazioni post-processo con costi di lavorazione aggiuntivi e tempi dilatati.
Perché scegliere Coesum per i tuoi prototipi FDM
Il nostro obiettivo è stato sempre quello di poter offrire soluzioni professionali per l’industria. Per questo abbiamo implementato questa tecnologia al nostro interno acquistando macchine professionali con piani di lavoro dimensionalmente importanti.
Al nostro interno è possibile realizzare prototipi con tutte le tecnologie di stampa 3D professionale per rispondere a tutte le esigenze tipiche del settore B2B. Siamo dotati di centri di lavoro anche 5 assi e un reparto di vacuum casting per repliche da stampo in silicone. Oltre gli step di prototipazione possiamo seguire anche l’industrializzazione per la produzione in serie di parti in plastica e alluminio.
