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Modellazione a deposizione fusa (FDM)

1989
  • S. Scott Crump
Stampante 3D che dimostra la tecnologia FDM (Fused Deposition Modeling) in un ambiente di lavoro industriale.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

La modellazione a deposizione fusa (FDM), talvolta chiamata fabbricazione a filamento fuso (FFF), una tecnica di estrusione di materiale, costruisce oggetti depositando selettivamente materiale fuso in un percorso predeterminato strato per strato. termoplastico Il filamento viene srotolato da una bobina e alimentato attraverso un ugello estrusore riscaldato. L'ugello fonde il filamento e lo deposita su una piattaforma di costruzione, dove si raffredda e si solidifica, fondendosi con lo strato sottostante.

In una stampante FDM, il movimento della testina dell'estrusore e/o della piattaforma di costruzione è controllato da un computer che interpreta un modello 3D sezionato (G-code). The head moves in the X and Y axes, while the platform typically moves in the Z axis after each layer is complete. The process relies on precise thermal management: the ‘hot end’ of the extruder must keep the plastic at a temperature that allows it to flow but not degrade, while the deposited material must cool quickly enough to hold its shape. Layer adhesion is critical for part strength and is highly dependent on temperature, speed, and material properties. FDM parts are not fully dense; their internal structure is often a pre-defined infill pattern (e.g., grid, honeycomb) to save material and print time while providing structural support. Common materials include polylactic acid (PLA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyethylene terephthalate glycol (PETG), and various engineering-grade polymers. The expiration of the original FDM patent in 2009 was a catalizzatore for the open-source RepRap project and the subsequent explosion of affordable, consumer-grade 3D printers, making the technology widely accessible.

UNESCO Nomenclature: 3313
– Industrial technology

Tipo

Processo di produzione

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • tecnologia di estrusione utilizzata nella produzione di materie plastiche
  • pistole per colla a caldo, che dimostrano un principio simile di riscaldamento ed estrusione di un materiale termoplastico
  • computer numerical control (cnc) plotters and milling machines
  • sviluppo di un'ampia gamma di polimeri termoplastici
  • computer-aided design (cad) software

Applicazioni

  • stampa 3D per hobbisti e consumatori
  • modelli educativi per scuole e università
  • prototipi funzionali per test di forma, adattamento e funzionalità
  • ausili di produzione come maschere, dispositivi di fissaggio e calibri
  • parti di uso finale per la produzione a basso volume
  • modelli architettonici

Brevetti:

  • US 5121329 A

Idee e potenziali innovazioni

  • fdm su larga scala per la stampa di elementi di mobili o di costruzione
  • FDM multimateriale con tracce conduttive incorporate per elettronica semplice
  • stampa con filamento di plastica riciclata per ridurre gli sprechi
  • stampanti installabili sul campo per la creazione di pezzi di ricambio in luoghi remoti
  • arti protesici personalizzabili per bambini nei paesi in via di sviluppo
  • Cibo stampato in 3D utilizzando filamenti commestibili
  • bioprinting using biocompatible thermoplastic scaffolds
  • creating custom drone frames with optimized aerodynamics
  • stampa su richiesta di pezzi di ricambio per macchinari d'epoca
  • fabbricazione di robotica morbida con rigidità del materiale variabile in un'unica stampa
Argomenti correlati: modellazione a deposizione fusa, fdm, fabbricazione a filamento fuso, fff, estrusione di materiale, termoplastico, filamento, stampa 3D, stratasys, reprap.

Contesto storico

Modellazione a deposizione fusa (FDM)

1986
1986
1987
1989
1990
1990
1990
1984
1986
1986
1987-03
1990
1990
1990
1990

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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