FDM熱熔堆積工藝-3D列印萬金油

2020-12-15 3D打老虎
3D列印

被人們推舉為第四次工業革命,3D列印(增材製造)一度被推上神壇,然而至今市場規模小,使用範圍卻十分廣泛,作為3D列印從業者,今天我也來聊聊3D列印中最為基礎,使用最為廣泛的FDM技術。

增材製造技術

我們先從3D列印技術說起,3D列印(3DP)即快速成型技術的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層列印的方式來構造物體的技術。

3D列印通常是採用數位技術材料印表機來實現的。常在模具製造、工業設計等領域被用於製造模型,後逐漸用於一些產品的直接製造,已經有使用這種技術列印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建築、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍枝以及其他領域都有所應用。

Scott,FDM發明人,Stratasys創始人

再來看看3D列印的歷史:

1986年,查爾斯·W·哈爾(Charles W.Hull)成立了世界上第一家生產3D列印設備的公司:3D Systems公司。他研發了現在通用的STL文件格式。

1988年,3D Systems公司在成立兩年後,推出了世界上第一臺基於SL(立體光刻)技術的3D工業級印表機SLA-250。

1988年,Scott Crump發明了另一種更廉價的3D列印技術:熔融沉積成型(FDM)技術,並於1989年成立了Stratasys公司。

1992年,Stratasys公司在成立3年後,推出了第一臺基於FDM技術的3D工業級印表機。

FDM作為全球應用最廣的3D列印技術,全球70%的3D列印設備都是FDM設備,並且FDM有著最全的熱塑性塑料材料及其複合材料工藝加持。

FDM介紹

FDM的材料一般是熱塑性材料,如PLA、ABS、PC、尼龍等。以絲狀供料。材料在噴頭內被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運動,同時將熔化的材料擠出,材料迅速凝固,並與周圍的材料凝結,工業設備通常具備兩個噴頭,除了列印主材料的噴頭外,會有一個列印支撐材料的副噴頭,可以使用副噴頭列印可溶性支撐材料,在指定溶劑中溶解支撐材料,從而達到快速去除支撐的目的,從而減化後處理流程。

3d列印中的FDM的優點:

1、由於熱融擠壓頭系統構造原理和操作簡單,維護成本低,系統運行穩定;

2、成型速度平順,用熔融沉積方法生產出來的產品,不需要SLA中的刮板再加工這一道工序;

3、用類蠟成型的零件原型,可以直接用於熔模鑄造;

4、通過使用副噴頭的可溶性支撐材料,可以成型任意複雜程度的零件,常用於成型具有很複雜的內腔、孔等零件;

5、原材料在成型過程中無化學變化,製件的翹曲變形小,後處理工藝簡單;

6、原材料利用率高,用多少多少,不存在SLA的材料浪費,大部分材料只要保持密封,可以長久保存。

從最廉價的桌面級3D列印設備到昂貴的工業列印設備,FDM幾乎覆蓋了所有你能想到的3D列印設備價格區間。並且今年5月,我國長徵五號搭載的複合材料列印設備,也是FDM工藝設計的,所以說FDM是3D列印技術工藝中的萬金油。

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