Modeliranje za 3D-tiskane izdelke s FDM-tehnologijo
Danes so 3D-tiskani izdelki take kakovosti, da se že uporabljajo kot končni izdelki. Razvitih je bilo že veliko različnih tehnologij 3D-tiskanja, od umetnih mas do tiskanja kovine. Vsaka tehnologija ima svoje prednosti in slabosti. Ne obstaja tehnologija, ki bi bila popolna, zato moramo poznati omejitve posamezne tehnologije 3D-tiskanja.
Tu se bomo osredotočili na tehnologijo FDM (Fused Deposition Modeling). Zanjo obstajajo tudi druga imena. V osnovi imamo filament, ki ga raztapljamo in v slojih nanašamo na mizo 3D-tiskalnika, da na koncu dobimo 3D-izdelek.
Največja omejitev omenjene tehnologije je verjetno nezmožnost tiskanja po zraku. V tem primeru je potrebno natisniti tudi podpore pri izdelku črne barve (slika 1), na katerih bo material stal. Podpore potrebujemo, ko tiskamo pod naklonskim kotom okoli 45° glede na mizo tiskanja. Ta kot je odvisen tudi od drugih parametrov 3D-tiskanja. Slika spodaj prikazuje izdelek oranžne barve, kjer filament visi, saj ni imel podpore, na kateri bi lahko stal v pravi legi.
Še posebej problematično pa je tiskanje takrat, ko so različni deli izdelka fizično ločeni med seboj in se ne začnejo vsi na dnu tiskalne površine, temveč na različnih višinah. Tudi tu so rešitev podpore. Le-te so lahko natisnjene iz enakega ali drugačnega materiala kot izdelek. V obeh primerih pa je material potrebno po končanem 3D-tiskanju odstraniti, kar vpliva na kakovost površine končnega izdelka. Material, ki je različen od osnovnega, se da lažje ločiti od osnovnega materiala.
Še boljša rešitev pa je uporaba 5-osnih 3D-tiskalnikov. Tudi slednji imajo svoje omejitve, vendar so zmožni tiskati brez podpornega materiala, saj se lahko naklon mize in s tem izdelka spreminja, da tiskamo vedno pod primernim kotom.
Gledano z vidika nosilnosti 3D-tiskanih izdelkov, moramo biti pozorni tudi na smer tiskanja oziroma oz. razdelitev izdelka po slojih. Na sliki 2 sta dve enaki rinki. Leva rinka je bila tiskana pokončno, desna pa ležeče. 3D-tiskani izdelki s tehnologijo FDM slabše nosijo obremenitve med sloji, zato leva rinka lahko prenese manjše obremenitve. To pomeni, da moramo 3D-izdelek natisniti tako, da bo čim manjša obremenitev v smeri tiskanja med sloji, kot smo to naredili pri desni rinki. Po drugi strani pa morda ta pozicija tiskanja ni najbolj primerna za končni izgled izdelka in njenih površin.
Ni vedno mogoče ali tudi smiselno oblikovati izdelek, ki je omejen na eno tehnologijo obdelave.Največ je takih izdelkov, ki zahtevajo kombinacijo različnih tehnologij obdelave. Pomembno je, da imamo pri oblikovanju izdelkov v mislih tudi tehnološko plat, potrebno za izdelavo.