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什么是FDM 3D打印技术 ?

2023-11-21 15:50:20

FDM 打印是什么意思 ?

FDM是“熔融沉积建模”(Fused Deposition Modeling)的缩写,同样亦被称作FFF,即“熔融灯丝制造”(Fused Filament Fabrication)。这种技术属于3D打印增材制造工艺中的质料挤出类别。在FDM打印中,通过在预定的路径中逐层选择性地沉积熔化的质料来构建工具。所用的质料是热塑性聚合物,呈长丝状。

FDM 3D打印技术原理(打印历程)

第一步:热塑性质料丝首先装入打印机。一旦喷嘴抵达所需温度,丝材将被送入挤出面和喷嘴中熔化。

第二步:挤压头连接到一个3轴系统,允许它在X、Y和Z偏向上移动。熔化的质料被挤压成细丝,并在预定的位置一层一层沉积,冷却和凝固。须要时,需通过使用连接在挤压头上的冷却电扇来加速质料的冷却固化。

第三步:填充一个区域,需要多次往复运动打印。当单层完成后,构建平台向下移动(或者在其他设备中,挤压头向上移动),开始沉积新的一层。重复此历程直到零件完成。

FDM-3D打印技术原理

FDM技术打印原理示意图

FDM 3D打印的优缺点

优点:

1.FDM是生产定制热塑性零件和原型的最具本钱效益的要领。

2.由于技术的高可用性,FDM的交货周期短。

3.有多种热塑性质料可供选择,既适用于原型制作,也适用于一些非商业功效性应用。

缺乏:

1.与其他3D打印技术相比,FDM的尺寸精度和区分率最低,因此不适用于具有庞大细节的零件。

2.FDM零件可能具有可见的层线,因此需要进行后处理以获得平滑的外貌。

3.层间粘附机制使得FDM零件具有固有的各向异性。

FDM打印参数

大大都 FDM 系统允许调解多个历程参数,包括喷嘴和构建平台的温度、构建速度、层高和冷却电扇的速度。但从设计师的角度来看,重要的是构建巨细和层高度. 

一般设备的构建尺寸如下:

桌面级3D打印机: 200 x 200 x 200 mm   精度:±0.5%(最低±0.5mm) 

工业级3D打印机: 1000 x 1000 x 1000 mm   精度:±0.15(最低±0.2mm)

单层打印高度在50 - 400 um之间。较小的层高度可爆发更平滑的部件,更准确地捕获弯曲的几何形状,而较大的高度可更快、本钱更低地生成部件。一般情况下,最常用的层高是200微米。

支撑结构与桥连

1.桥连

加热后的质料泛起半熔融态,该状态下的质料可以在两个点之间短距离拉伸。桥连允许质料在没有支撑和允许最小下垂的情况下打印。但如果桥连的距离凌驾5mm,通常需要支撑才华提供准确的打印处理。别的,在某些外延悬臂的打印时,如果其悬臂角度在一定规模内,也可以无支撑打印。

桥连打印

2.支撑

FDM 打印要领接纳两种类型的支撑:

第一种,扁平手风琴或格子形状,该形状是最常见的,也是最适合大大都FDM打印。 

第二种,“树状”支撑,该类型支撑被广泛应用与现在的大大都FDM设备上。“树状”支撑可以包管支撑与打印外貌的接触较少,可以获得更好的外貌后处理效果。

支撑在FDM打印中是必不可少的,但其也保存一些问题,例如需要后处理,图层不敷完美,增加打印本钱等。

3D打印支撑类型

填充密度与壳厚度

FDM-3D打印的密度和壳厚度

FDM 部件通常不打印实心,以减少打印时间和节省质料。取而代之的是,凭据物体的外周长打印一个壳体,然后在内部填充一个低密度结构(称为“填充物”)。

填充密度和壳厚度极大地影响了一个部分的强度。关于桌面式 FDM 3D打印机,默认设置为25%填充密度和1 mm外壳厚度,这是快速打印强度和速度之间的良好计划。


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