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[3D打印基础知识]——熔融沉积成型技术

2016-06-07 20:37:33  阅读2438


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  • 熔融沉积快速成型(Fused Deposition Modeling,FDM)

 

       熔融沉积快速成型,又称熔丝沉积,它是将丝状热熔性材料加热融化,通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料融化后从喷嘴喷出,沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上,温度低于固化温度后开始固化,通过材料的层层堆积形成最终成品。

 

       

       原理:它将丝状的热熔性材料进行加热融化,通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来。喷头可以沿X轴的方向进行移动,工作台则沿Y轴和Z轴方向移动(当然不同的设备其机械结构的设计也许不一样),熔融的丝材被挤出后随即会和前一层材料粘合在一起。一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度,然后重复以上的步骤直到工件完全成型。

       热熔性丝材(通常为ABS或PLA材料)先被缠绕在供料辊上,由步进电机驱动辊子旋转,丝材在主动辊与从动辊的摩擦力作用下向挤出机喷头送出。在供料辊和喷头之间有一导向套,导向套采用低摩擦力材料制成以便丝材能够顺利准确地由供料辊送到喷头的内腔。喷头的上方有电阻丝式加热器,在加热器的作用下丝材被加热到熔融状态,然后通过挤出机把材料挤压到工作台上,材料冷却后便形形成了工件的截面轮廓。

                                                     FDM打印原理

 

在3D打印技术中,FDM的机械结构最简单,设计也最容易,制造成本、维护成本和材料成本也最低,因此也是在家用的桌面级3D打印机中使用得最多的技术。FDM技术的优势在于制造简单,成本低廉,但是桌面级的FDM打印机,由于出料结构简单,难以精确控制出料形态与成型效果,同时温度对于FDM成型效果影响非常大,而桌面级FDM 3D打印机通常都缺乏恒温设备,因此基于FDM的桌面级3D打印机的成品精度通常为0.3mm-0.2mm,少数高端机型能够支持0.1mm层厚,但是受温度影响非常大,成品效果依然不够稳定。此外,大部分FDM机型制作的产品边缘都有分层沉积产生的“台阶效应”,较难达到所见即所得的3D打印效果,所以在对精度要求较高的快速成型领域较少采用FDM。

 


     FDM快速模型技术的优点: 1.操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。(没有毒气或化学物质的危险,不使用激光)2.工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。3.尺寸精度较高,表面质量较好,易于装配。可快速构建瓶状或中空零件。 4.原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。(运行费用低)5.原材料费用低6.材料利用率高。7.可选用多种材料,如可染色的ABS和医用ABS、PC、PPSF、浇铸用蜡和人造橡胶。 
      FDM快速模型技术缺点是:1.精度较低,难以构建结构复杂的零件。做小件或精细件时精度不如SLA,最高精度不高。2.与截面垂直的方向强度小。3.成形速度相对较慢,不适合构建大型零件


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