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溶融堆積モデリング(FDM)

1989
  • S. Scott Crump
工業用作業スペースで溶融堆積モデリング(FDM)方式を実演する3Dプリンター。

(画像はイメージです)

溶融堆積モデリング(FDM)、または溶融フィラメント製造(FFF)とも呼ばれるこの材料押出技術は、溶融材料をあらかじめ決められた経路に沿って層ごとに選択的に堆積させることで物体を造形する。 熱可塑性樹脂 フィラメントはコイルから巻き出され、加熱された押出ノズルを通して送り込まれる。ノズルはフィラメントを溶かし、造形プラットフォーム上に堆積させる。そこでフィラメントは冷却・固化し、下の層と融合する。

FDMプリンターでは、押出ヘッドや造形プラットフォームの動きは、スライスされた3Dモデルを解釈するコンピューターによって制御されます(Gコード). 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 触媒 for the open-source RepRap project and the subsequent explosion of affordable, consumer-grade 3D printers, making the technology widely accessible.

UNESCO Nomenclature: 3313
産業技術

タイプ

製造工程

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • extrusion technology used in plastics manufacturing
  • ホットメルト接着剤ガンは、熱可塑性樹脂を加熱して押し出すという同様の原理に基づいています。
  • コンピューター 数値制御 (CNC)プロッターとフライス盤
  • 幅広い熱可塑性ポリマーの開発
  • computer-aided design (cad) software

アプリケーション

  • 趣味用および消費者向け3Dプリンティング
  • 学校や大学向けの教育モデル
  • 形状、適合性、機能性をテストするための機能プロトタイプ
  • 治具、固定具、ゲージなどの製造補助具
  • 少量生産向けの最終用途部品
  • 建築模型

特許:

  • US 5121329 A

潜在的なイノベーションのアイデア

  • large-scale fdm for printing furniture or construction elements
  • multi-material fdm with embedded conductive traces for simple electronics
  • printing with recycled plastic filament to reduce waste
  • field-deployable printers for creating spare parts in remote locations
  • customizable prosthetic limbs for children in developing countries
  • 3d printed food using edible filaments
  • bioprinting using biocompatible thermoplastic scaffolds
  • creating custom ドローン frames with optimized aerodynamics
  • on-demand printing of replacement parts for vintage machinery
  • fabrication of soft robotics with varying material stiffness in a single print
関連キーワード: 溶融堆積モデリング、FDM、溶融フィラメント製造、FFF、材料押出、熱可塑性樹脂、フィラメント、3Dプリンティング、Stratasys、RepRap。

歴史的背景

溶融堆積モデリング(FDM)

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

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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