Abstract
When using the FDM to create a 3D object, a thermoplastic filament is heated to its melting point and then extruded layer by layer. Although the FDM printing process has many advantages, its accuracy, and surface finish are not satisfactory. In recent years, much research has been devoted to improving the accuracy of the FDM printing process. The temperature difference between the nozzle and the interior of the chamber of a 3D printer is one of the important parameters affecting the printing process. In this study, we propose a methodology to reduce this temperature difference through design improvement. In addition, we elucidate how this design improvement affects product quality. The FDM printing process is conventionally carried out in a closed chamber. However, in this study, an open heating system is used to reduce the temperature. The FDM printing processes were simulated using FEM analysis.
FDM 방식은 열가소성 필라멘트 가열을 이용하고 압출하여 적층하는 방식이다. FDM 프린팅 공정은 정밀도와 표면 거칠기가 고르지 않지만, 비용과 출력시간에 많은 이점을 갖는다. 최근 몇 년 동안, FDM 프린팅 공정의 정확성을 향상시키는 연구가 많이 진행되었으나, 개방형 3D 프린터의 정밀도 향상에 관한 연구는 미진한 실정이다. 본 연구에서는 개방형의 베드 개선을 통해 상기 출력부의 온도 차이를 감소시키는 방법을 제안한다. 전통적으로, 폐쇠 된 챔버 내에서 FDM프린팅 공정은 수행된다. 그러나, 이 연구에서는 온도차이를 줄이기 위해 개방형 히팅 시스템을 사용하였다. FDM 방식의 프린팅 공정을 FEM 시뮬레이션을 이용하여 수행하였으며, 실험을 통하여 결론을 도출하였다.