FDM 3D打印工藝的原理、特點及應(yīng)用
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(yùn)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(jī)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(jī)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(yùn)動。熱塑性絲狀材料由供絲機(jī)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(jìn)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(jìn)行多種材料的混合打印。目前FDM桌面機(jī)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(jìn)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)。
(責(zé)任編輯:admin)

- 發(fā)表評論
-
請自覺遵守互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的政策法規(guī),嚴(yán)禁發(fā)布色情、暴力、反動的言論。評價:匿名?
- 最新評論 進(jìn)入詳細(xì)評論頁>>