相對于去除多余材料生產(chǎn)零部件的傳統(tǒng)加工工藝，3d打印的典型特點是采用逐層累計材料的方式來加工產(chǎn)品。目前，3d打印的材料包括液體、粉末、線 材、片材等，運用熱、化學(xué)反應(yīng)等方式來固化得到實體產(chǎn)品。自上世紀(jì)80年代以來，各種成型工藝百花齊放，典型的3d打印工藝有FDM、SLA、SLS、 SLM、Polyjet等。

      FDM（Fused Deposition Modeling）在國內(nèi)翻譯為熔融沉積成型，國外也有FFF（Fused Filament Fabrication）、FLM（Fused Layer Modeling/Manufacturing）等稱呼方式。該工藝于1988年由Stratasys創(chuàng)始人Scott Crump發(fā)明，是目前應(yīng)用最廣的工藝，市面上絕大部分桌面機都使用該成型原理。

一、FDM工藝原理

      FDM工藝通過高溫噴嘴熔融并擠出塑料線材，線材在平臺或者已加工產(chǎn)品上堆積、冷卻、固化，逐層累計得到實體。

加熱噴頭在計算機的控制下，根據(jù)CAD確定的工件截面輪廓信息，沿XY水平面運動。熱塑性絲狀材料由供絲機構(gòu)送至熱熔噴頭，并在噴頭中加 熱和熔化成半液態(tài)，然后被擠壓出來，有選擇性的涂覆在工作臺上，快速冷卻后形成一層大約0.1-0.2mm厚的工件薄片輪廓和支撐結(jié)構(gòu)。一層截面成型完成 后工作臺下降一個層厚，再進行下一層的沉積，好像一層層“畫出”截面輪廓，如此循環(huán)，最終形成三維產(chǎn)品。

            

     FDM成型工藝需要支撐將產(chǎn)品固定在平臺上，對于懸臂結(jié)構(gòu)也會形成支撐。通過增加噴頭數(shù)量，支撐材料與產(chǎn)品材料可以不相同，也可以進行多種材料的混合打印。目前FDM桌面機以單噴頭和雙噴頭為主，在類似二維碼的簡單雙色產(chǎn)品上應(yīng)用較多。

二、FDM工藝的優(yōu)勢、劣勢

FDM工藝可加工標(biāo)準(zhǔn)塑料，產(chǎn)品可作為功能件使用。但是，產(chǎn)品在Z軸方向為各向異性，復(fù)雜產(chǎn)品表面會有臺階紋。

1）材料種類繁多，如標(biāo)準(zhǔn)工程塑料ABS、PLA、PC等。

2）產(chǎn)品力學(xué)性能較好，通常可代替相應(yīng)注塑件長期使用。

3）類似與傳統(tǒng)加工工藝，所得產(chǎn)品也可進行相關(guān)后期處理。

4）受逐層堆積加工方式的影響，產(chǎn)品在垂直方向力學(xué)性能較差。

5）FDM工藝精度較低，有復(fù)雜曲面的產(chǎn)品表面會有臺階紋。

三、FDM工藝應(yīng)用范圍

1）快速加工手板樣件，可用于外觀驗證、裝配校核及功能測試。

2）可直接生產(chǎn)夾具、連接結(jié)構(gòu)、輔具等。

3）對某些類型產(chǎn)品，可以用標(biāo)準(zhǔn)塑料小批量生產(chǎn)。

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