Pengertian 3D Printer FDM (Fused Deposition Modeling)

Pada artikel kali ini, kita akan membahas jenis 3D Printer FDM (Fused Deposition Modeling). Pengenalan Prinsip dasar teknologi yang digunakan. Dan di harapkan setelah kamu membaca artikel ini, kamu dapat memahami apa itu 3D Printer FDM dari segi keuntungan dan keterbatasan dari 3D Printer FDM tersebut.

Apa Sih FDM ?

Fused Deposition Modeling (FDM), atau Fused Filament Fabrication (FFF), adalah Proses pembuatan addictive yang termasuk dalam kelompok "Material Extrusion". Dalam FDM, Sebuah Object dibentuk dengan cara melelehkan material(Resin) lalu di tempatkan lapis demi lapis sehingga membentuk sebuah objek yang di inginkan. Material yang digunakan dalam FDM adalah Jenis Thermoplastic dalam bentuk Filament.

FDM Sendiri digunakan dalam sebagian besar industri 3D Printer. dan ini merupakan teknologi yang banyak digunakan pada jenis printer 3D. Para DIY Makers sebelumnya harus mengetahui keterbatasan dalam teknologi FDM agar hasil dari objek yang di print memiliki hasil yang baik.

Cara Kerja 3D Printer FDM

1. Plastik Filament dimasukkan kedalam printer, Ketika Nozzle telah mencapai suhu yang di inginkan, Filament di umpan kedalam Nozzle yang sudah panas tersebut. Filament akan meleleh dari ujung Nozzle.
2. Nozzle ditempatkan pada 3Axis dimana Nozzle dapat bergerak secara bebas dari X, Y, Z. dan nozzle menumpukkan filament lapis demi lapis sehingga membentuk sebuah Objek. Terkadang pengerasan material dapat dipengaruhi oleh kipas pendingin (Cooling Fan) yang ada di dekat Nozzle.
3. Sebelum Proses Cetak dimulai, Nozzle bergerak membuat kotak atau jalur penanda di sekeliling objek yang akan di cetak. Setelah penanda dibuat maka nozzle bergerak kearah dimana objek akan dicetak, dan membuat gerakan sesuai objek secara terus menerus sehingga terbentuk objek yang di inginkan.

Karakteristik 3D Printer FDM

1. Parameter Print

Sebagian besar 3D Printer dengan System FDM harus mengikuti beberapa proses diantaranya Suhu pada Bed dan Nozzle, Kecepatan Cetak, Ketinggian / ketebalan Print Layer dan kecepatan kipas pendingin (Cooling Fan). Itu adalah gambaran umum yang harus dilakukan sebelum Print sebuah Objek.

Hal yang Perlu diperhatikan untuk para DIY Makers adalah men seting objek yang di bangun dan ketinggian lapisan print.

Ukuran yang tersedia dari 3D Printer Desktop biasanya berukuran 200 X 200 X 200 mm, Sedangkan untuk skala industri bisa berukuran 1000 X 1000 X 1000 mm. Jika memilih mesin desktop (misal untuk mengurangi biaya), Ketika ingin cetak objek yang besar dapat di pecah menjadi beberapa bagian kemudian dirakit.

2. Warping

Warping adalah salah satu cacat yang paling umum terjadi pada jenis 3D Printer FDM. Ketika bahan mendingin selama pembentukan maka dimensi akan berkurang. Selama proses pencetakan Objek Print dengan proses pendinginan yang berbeda, menyebabkan penumpukan pada objek yang di print sehingga menarik lapisan dasar ke atas dan menyebabkan melengkung nya hasil print.

Seperti yang dapat kamu lihat pada gambar di atas, Dari sudut pandang teknologi, wraping dapat dicegah dengan memantau suhu pada printer FDM (Misalnya dengan memperhatikan Objek Print) dan dengan menambahkan Adhesive pada bagian dasar sebelum proses Printing.

Kemungkinan Wraping dapat dicegah sesuai dengan Design yang kita buat

1. Bahan yang berbeda lebih rentan terhadap warping: ABS umumnya lebih sensitif terhadap warping dibandingkan dengan PLA atau PETG, karena suhu transisi yang lebih tinggi dan koefisien ekspansi termal yang relatif tinggi (dapat diatasi dengan menambahkan ABS Juice pada Bed).

2. Bagian pinggir berbentuk sudut menungkinkan terjadinya wraping lebih tinggi, disarankan membuat pinggiran berbentuk bulat dan menambahkan isi pada bagian dasar.

3. Area datar besar (seperti kotak persegi panjang) lebih rentan terhadap warping dan harus dihindari bila memungkinkan.

Menambah Adhesive

Adhesi yang baik antara lapisan yang diendapkan sangat penting pada Printer Jenis FDM. Bila plastik mulai mencair melalui nozzel, maka akan menempel pada lapisan sebelumnya(bed). Suhu tinggi dan tekanan kembali melelehkan permukaan lapisan sebelumnya dan memungkinkan ikatan lapisan baru dengan bagian yang dicetak sebelumnya.

Kekuatan antara lapisan pada bagian atas selalu lebih rendah dari kekuatan dasar material.

Kekuatan lapisan sumbu Z selalu lebih kecil dari bidang XY. Dengan begitu kita harus menjaga agar bagian ini selalu di utamakan saat membuat Objek pada Jenis 3D Printer FDM.

Contoh : Pada saat "Uji Tarik" pada material ABS dengan mencetak secara Horizontal dengan isian 50% dibandingkan dengan cetak secara vertikal, ternyata memiliki kekuatan tarik hampir 4X Lebih kuat pada arah X,Y dibandingkan dengan arah Z (17 mpa : 4.4 mpa ).

Selain itu, karena plastik cair ditekan terhadap lapisan sebelumnya, bentuknya berubah bentuk menjadi oval. Ini berarti cetak menggunakan 3D Printer FDM akan selalu memiliki permukaan bergelombang, bahkan untuk ketinggian lapisan rendah, dan fitur kecil seperti lubang kecil atau benang mungkin perlu proses Finishing setelah pencetakan.

Bagian Pendukung Objek cetak

Bagian pendukung sangat penting untuk menciptakan geomentries pada Printer jenis FDM. Termoplastik yang meleleh tidak dapat diendapkan pada udara yang tipis. Untuk alasan ini, beberapa geometri memerlukan struktur pendukung.

Permukaan yang tercetak pada "Support Object" umumnya memiliki kualitas permukaan yang lebih rendah daripada bagian lainnya. Untuk alasan ini, disarankan agar bagian ini dirancang sedemikian rupa untuk meminimalkan kebutuhan akan Objek Pendukung.

Objek Pendukung biasanya dicetak dalam bahan yang sama dengan Objek Print. Bahan pendukung yang larut dalam cairan juga ada, namun digunakan terutama pada printer desktop FDM 3D kelas atas atau industri kelas atas. Pencetakan pada Objek Pendukung yang dapat larut meningkatkan kualitas permukaan secara signifikan, namun meningkatkan biaya cetak, karena mesin spesialis (dengan ekstrusi ganda) diperlukan dan karena biaya bahan yang dapat larut relatif tinggi.

Ketebalan Infill dan Shell

3D Printer FDM biasanya tidak dicetak padat untuk mengurangi waktu cetak dan menghemat bahan. Sebagai gantinya, perimeter luar dilacak dengan menggunakan beberapa lintasan, yang disebut cangkangnya, dan bagian dalamnya dipenuhi struktur internal dengan kepadatan rendah, yang disebut infill.

Ketebalan infill dan shell sangat mempengaruhi kekuatan suatu bagian. Untuk printer FDM desktop, pengaturan standarnya adalah kepadatan 25% infill dan ketebalan 1 mm, itu merupakan paduan yang baik antara kekuatan dan kecepatan cetak Objek.

Material yang biasa digunakan pada 3D Printer FDM

Salah satu Keunggulan utama pada 3D Printer FDM adalah Banyaknya bahan yang tersedia. Bahan dasar dapat ditemukan pada produsen Plastik pada umunya (seperti PLA dan ABS) hingga bahan plastik lainnya (seperti PA, TPU, dan PETG).

Pada artikel selanjutnya akan dijelaskan karakteristik jenis plastik yang dapat digunakan pada jenis 3D Printer FDM.

Sumber : 3Dhubs-Knowledge base-pengenalan 3d printer fdm

Share this post