FDM i FFF to tylko na pozór to samo - czym różnią się od siebie obydwie technologie...?

Druk 3D z termoplastów w formie żyłki to najpopularniejsza metoda przyrostowa, stojąca za masową popularyzacją technologii przyrostowych na świecie. Mimo upływu lat, wciąż znakomita większość osób utożsamia druk 3D właśnie z tą techniką, nie mając świadomości, że istnieją do niej jakiekolwiek alternatywy…? Metoda druku 3D z termoplastów występuje pod dwoma równoważnymi nazwami: FDM (Fused Deposition Modeling) oraz FFF (Fused Filament Fabrication). Niemniej jednak, mimo tego, że opierają się o praktycznie ten sam proces wytwórczy, nie możemy nazywać ich tak samo…

CadXpert – autoryzowany dystrybutor Stratasys, twórcy technologii FDM, przygotował dokument, w którym przedstawił różnice pomiędzy dwoma technologiami. Dokument jest dostępny do pobrania pod tym adresem – my prezentujemy kilka najważniejszych wniosków z niego płynących…

Historycznie, technologia druku 3D z termoplastów w formie żyłki o nazwie FDM została opracowana przez małżeństwo Scotta i Lisę Crump w 1989 roku. W tym samym roku została założona firma Stratasys, rozwijająca tą metodę przyrostową i budującą oparte o nią drukarki 3D. Na przestrzeni lat, firma otrzymała szereg kolejnych patentów udoskonalających ten proces druku 3D. W 2005 roku prace nad tą samą metodą wytwórczą rozpoczął brytyjski wykładowca akademicki – Adrian Bowyer, który na jej bazie stworzył projekt tzw. samoreplikujacej się drukarki 3D „RepRap„. W 2008 r. patent na oryginalną technologię FDM wygasł, co pozwoliło Bowyerowi oficjalnie propagować swoje rozwiązanie. Jako że określenie FDM było nazwą zastrzeżoną Stratasysa, Bowyer przyjął alternatywne określenie – FFF.

Co do zasady obydwie techniki działają tak samo: materiał w formie żyłki jest wtłaczany za pomocą extrudera do głowicy drukującej, w której jest rozgrzewany do zadanej w oprogramowaniu temperatury. Materiał jest doprowadzany do formy półpłynnej i rozprowadzany na stole roboczym w osiach XY, tworząc w ten sposób warstwę detalu. Następnie stół jest obniżany lub oś drukująca jest podwyższana w osi Z i nakładana jest kolejna warstwa materiału, tworząc następną warstwę modelu 3D. Technologia druku 3D z termoplastów została szczegółowo opisana przez nas w serii artykułów:

ZOBACZ: Technologia FDM – ROZDZIAŁ 1 – Co to jest i na czym polega…?
ZOBACZ: Technologia FDM – ROZDZIAŁ 2 – Jak działa drukarka 3D i na co zwracać uwagę przy jej zakupie…?

Różnice pomiędzy FDM a FFF objawiają się w szczegółach… Oryginalna technologia Stratasysa jest dedykowana aplikacjom stricte przemysłowym, gdzie kluczowe jest idealne odwzorowanie wymiarów oraz wykorzystywanie specjalistycznych materiałów inżynieryjnych. Modele powstają zwykle w oparciu o rozpuszczalny materiał podporowy, nakładany przez niezależną głowicę drukującą. Detale powstają w zamkniętych, podgrzewanych komorach roboczych, które niwelują skurcz materiału oraz powiązane z tym niedoskonałości finalnych wydruków pod względem jakościowym bądź wymiarowym.

Technologia FFF jest pod tym względem bardziej liberalna. Głównym czynnikiem odróżniającym ją od klasycznego FDM jest kwestia ceny – nie da się ukryć, że desktopowe drukarki 3D oraz materiały eksploatacyjne do nich są dużo tańsze niż produkty Stratasysa. Niestety ma to często przełożenie na jakość wydruków, co uwidacznia się przede wszystkim w najtańszych urządzeniach. W konsekwencji wiele osób zraża się do technologii druku 3D po testach wykonywanych z użyciem tanich, desktopowych urządzeń.

Nie oznacza to oczywiście, że druk 3D z użyciem desktopowych drukarek 3D jest zły – wszystko sprowadza się do oczekiwanej aplikacji. Im większe są oczekiwania do jakości wydruku, stopnia jego odwzorowania wymiarowego, czy użytego materiału (np. PEEK czy Ultem), tym gorsze w stosunku do oryginalnych rozwiązań Stratasysa mogą być rezultaty.