複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

FDM

(熔融沉積成型)

鎖定
熔融沉積成型(Fused Deposition Modelling, FDM)是一種工業成型方法,由美國學者 Dr. Scott Crump 於 1988 年研製成功。美國知名的FDM設備生產商主要是Stratasys和3Dsystems ,設備主要類型分為工業級和桌面級。
FDM具有成本低、速度快、使用方便、維護簡單、體積小無污染等特點,極大地縮短了產品開發週期,降低了成本,從而能夠快速響應市場變化,滿足顧客的個性化需求,被廣泛應用於工業製造、醫療、建築、教育、大眾消費等領域。
中文名
熔融沉積成型
外文名
Fused Deposition Modelling
簡    稱
FDM

FDM工藝原理

熔融沉積成型(Fused Deposition Modelling, FDM)的工作原理是,將絲狀的熱塑性材料通過噴頭加熱熔化,噴頭底部帶有微細噴嘴(直徑一般為0.2~0.6mm),在計算機控制下,噴頭沿着X軸方向移動,工作台沿Y軸方向移動,根據3D模型的數據移動到指定位置,將熔融狀態下的液體材料擠噴出來並最終凝固。一個層面沉積完成後,工作台沿Z軸方向按預定的增量下降一層的厚度,材料被噴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。
打印機與打印成品
打印機與打印成品(6張)

FDM“熔融沉積快速成型”成型精度及影響因素

FDM影響精度的因素

FDMa工藝因素

分層厚度。分層厚度指利用切片軟件對三維數據模型進行切片時層與層之間的距離,即打印時每層厚度。層厚設置越小,模型精度越高,成型時間越長,加工效率越低;反之,零件表面越粗糙,成型時間越短,加工效率越高。
加熱温度。加熱温度是熔融沉積成型機在工作時加熱裝置上的温度值,它決定了絲材的黏結性、堆積性和流動性。加熱温度應該與打印絲材的材料性質相匹配,其高低直接影響着打印零件的質量。加熱温度過高時,絲材狀態偏液態,擠出的熔絲中混有氣泡,容易產生材料坍塌及拉絲現象同時温度過高還容易造成絲材結構破壞,表面焦黃。加熱温度過低時,絲材不能被充分融化,在噴嘴中的流動性變小,黏結性變大,此時在快速成型過程中絲材擠出會對成型機造成負擔,引起打印噴嘴堵塞,同時絲材的材料層間粘結強度也會變低,引起零件層間剝離現象。
擠出速度與填充速度。擠出速度指在送絲機構的作用下,打印噴頭內熔絲從噴嘴擠出的速度。填充速度指噴頭掃描截面輪廓或填充網格的速度。當擠出速度大於填充速度時,熔絲將堆積在噴頭上,形成“擠出漲大”現象,無法進行正常的加工。當擠出速度小於填充速度時,則材料填充不足,噴頭產生機械顫動,容易出現斷絲現象。
壁厚與填充密度。壁厚指模型表面厚度。壁厚設定值越大,模型越結實,但打印所需時間越長。模型的壁厚一般設定為噴嘴直徑的整數倍。填充密度是指製件成型過程中內部填充的實際材料佔總體積的百分比,其值為10% ~ 90%,一般設為20%。不同的填充方式對應的打印速度、製件的收縮應力也不同。直線填充速度較快,蜂窩狀填充產生的收縮應力較小。以ABS為材料時,選擇蜂窩狀填充可減少翹曲。

FDMb其他因素

設備誤差。設備誤差是熔融沉積快速成型機本身的系統誤差,是影響成型件質量的原始誤差。一旦選定了熔融沉積成型機的型號和所處的環境,其設備誤差很難改變,
耗材種類。市面上不同種類的ABS線材成分不同,各方面性能也不同,對打印會產生影響。
材料熱收縮引起的誤差。絲材經過加熱裝置變成熔融狀態,然後從噴嘴中擠出,堆積在工作台上進而凝固成固態。收縮過程主要表現為熱收縮。熱收縮是零件收縮產生變形的主要原因,即由於材料固有的熱膨脹率而產生的體積變化,在零件的成型過程中,熱收縮會引起零件表面出現內外輪廓差,造成較大的尺寸誤差,同時還會導致內應力集中,產生翹曲變形。
後處理過程引起的誤差。成型完成後,還需要對零件進行表面拋光、打磨、去除支撐等後處理,這些也會對成品精度產生影響。