3D列印工業介紹:熔融沉積成型(FDM)

2020-08-07     OKidea好智力

原標題:3D列印工業介紹:熔融沉積成型(FDM)

熔融沉積成型(FDM)或熔融長絲加工(FFF)屬於材料擠壓系列。在FDM中,通過在預定路徑中逐層選擇性地沉積熔化的材料來構建對象。所使用的材料是熱塑性聚合物,大部分為絲狀線材,近期也有顆粒狀的設備出現。

FDM是使用最廣泛的3D列印技術,在全球的3D列印裝機量中占比最大,通常是人們接觸到的第一款3D列印設備。FDM工藝的性質本身決定了列印產品的精度相對粗糙,初始階段更多用於消費、教育、文創等領域。但近年來隨著3D列印技術的快速發展,先後出現了一些准工業級的FDM設備,和工業、醫療級FDM列印材料,極大地拓寬了FDM工藝的應用領域。

白令三維的物聯網系統可實現數百台FDM設備一鍵列印,多種材料、多種色彩可供選擇,無論是批量訂單,還是大尺寸(可接受拼接)樣件都可以在短期內交付完成。

FDM工藝列印過程

一、首先將一卷熱塑性長絲裝入印表機。一旦噴嘴達到所需的溫度,長絲就被喂入到擠出頭中並在噴嘴中熔化。

二、擠出頭連接到3軸系統,使其可以在X和Y方向移動。熔化的材料被擠壓成細條,並逐層沉積在預定的位置,在此處冷卻並固化。有時,通過使用安裝在擠出頭上的冷卻風扇可以加快材料的冷卻速度。

三、一個層面列印完成後,工作檯沿Z軸方向按預定的增量下降一層的厚度,材料被擠出後沉積在前一層已固化的材料上,通過材料逐層堆積形成最終的成品。

四、列印完成後去除支撐,表面處理。

FDM工藝的特徵

大多數FDM系統允許調整幾個過程參數,包括噴嘴和構建平台的溫度,構建速度,層高和冷卻風扇的速度。這些通常是由操作員設置的,因此設計者應該很少關心它們。

從設計師的角度來看,重要的是構建大小和層高:

台式3D印表機的可用內部尺寸通常為200 x 200 x 200毫米,而對於工業機器,則可能高達1000 x 1000 x 1000毫米。如果希望使用台式機(為了降低成本),則可以將大型模型分解為較小的零件,然後組裝。

FDM中使用的典型層高在50到400微米之間變化,可以在下訂單時確定。較小的層高可生產出更平滑的零件,並能更準確地捕獲彎曲的幾何形狀,而較大的層高則可以更快地生產且成本更低。

工業級FDM列印

工業FDM印表機提供了比桌面印表機更強大的生產能力,具有更高的列印精度和更大的列印尺寸。

工業FDM印表機還可以列印更廣泛的材料,如具有高衝擊強度、生物相容性、耐腐蝕、抗高溫、靈活性等的工程塑料。儘管工業FDM印表機價格相比於桌面機FDM印表機更貴,但操作相對簡單,維護成本低,這使得它們成為快速原型製作和小批量生產運行的經濟有效的解決方案。

FDM工藝的優點和局限性

主要優點:

(1)FDM是生產定製熱塑性零件和原型的最具成本效益的方式。

(2)由於該技術的高可用性,FDM的交貨期很短。

(3)有多種熱塑性材料可供選擇,適用於原型設計和某些非商業功能應用。

主要缺點:

(1)與其他3D列印技術相比,FDM具有最低的尺寸精度和解析度,因此它不適合具有複雜細節的零件。

(2)FDM零件可能具有可見的層線,因此需要進行後期處理才能使表面光滑。

(3)層粘合機制使FDM零件具有固有的各向異性。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-mo/qLVPyXMBURTf-Dn5Q9xi.html