熔融沉積建模(FDM)或熔融長絲制造(FFF)是一種增材制造工藝,屬于材料擠出系列。在
FDM中,通過預定路徑中逐層選擇性地沉積熔化的材料來構(gòu)建物體。所使用的材料是熱塑性聚合物
,呈絲狀。
FDM是使用最廣泛的3D打印技術(shù),它代表了全球最大的3D打印機安裝基礎(chǔ),并且通常也是人們接觸的第一個技術(shù)。
(FDM3D打印機)
一、FDM3D打印機制造過程的工作原理
1.首先將一卷熱塑性長絲裝入3D打印機。一旦噴嘴達到所需溫度,長絲就會被送入擠出頭并在噴嘴中熔化。
2.擠出頭連接到一個3軸系統(tǒng),允許它在X、Y和Z方向上移動。熔化的材料被擠壓成細線
,并逐層沉積在預定位置
,在那里冷卻和固化。有時
,通過使用安裝在擠出機頭上的冷卻風扇來加速材料的冷卻
。
3.要填充一個區(qū)域,需要多次通過。一層完成后
,構(gòu)建平臺向下移動(或在其他機器設(shè)置中,擠出頭向上移動)并沉積新層
。重復此過程
,直到零件完成。
二、
FDM3D打印的特點
1.翹曲
可以降低翹曲的概率:
大的平坦區(qū)域(想想矩形框)更容易翹曲,應盡可能避免。
薄突出的特征(想想叉子)也容易翹曲。在這種情況下
,可以通過在薄特征(例如
200微米厚的矩形)的邊緣添加一些犧牲材料來增加接觸構(gòu)建平臺的區(qū)域來避免翹曲。
尖角比圓形更容易翹曲,因此在您的設(shè)計中添加圓角是一個很好的做法
。
不同的材料更容易翹曲:與PLA或PETG相比,ABS通常對翹曲更敏感,因為它具有更高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和相對較高的熱膨脹系數(shù)
。
2.支撐結(jié)構(gòu)
支撐結(jié)構(gòu)對于在FDM中創(chuàng)建帶有懸垂的幾何圖形至關(guān)重要。熔化的熱塑性塑料不能沉積在稀薄的空氣中。為此
,某些幾何形狀需要支撐結(jié)構(gòu)。打印在支撐件上的表面的表面質(zhì)量通常低于零件的其余部分
。出于這個原因
,建議零件的設(shè)計方式可以最大限度地減少對支撐的需求。
3.填充和外殼厚度
三、
FDM的優(yōu)點和局限性
優(yōu)點
1.FDM是生產(chǎn)定制熱塑性零件和原型的最具成本效益的方式。
2.由于該技術(shù)的高可用性,FDM的交貨時間很短。
3.有多種熱塑性材料可供選擇 ,適用于原型制作和一些非商業(yè)功能應用。
局限性
1.與其他3D打印技術(shù)相比 ,
FDM3D打印技術(shù)具有最低的尺寸精度和分辨率 ,因此不適合具有復雜細節(jié)的零件。
2.FDM3D打印零件可能有可見的層線,因此需要進行后處理以獲得光滑的表面 。
3.層粘附機制使FDM部件具有固有的各向異性 。
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