被人们推举为第四次工业革命,3D打印(增材制造)一度被推上神坛,然而至今市场规模小,使用范围却十分广泛,作为3D打印从业者,今天我也来聊聊3D打印中最为基础,使用最为广泛的FDM技术。
增材制造技术我们先从3D打印技术说起,3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
Scott,FDM发明人,Stratasys创始人再来看看3D打印的历史:
年,查尔斯·W·哈尔(CharlesW.Hull)成立了世界上第一家生产3D打印设备的公司:3DSystems公司。他研发了现在通用的STL文件格式。
年,3DSystems公司在成立两年后,推出了世界上第一台基于SL(立体光刻)技术的3D工业级打印机SLA-。
年,ScottCrump发明了另一种更廉价的3D打印技术:熔融沉积成型(FDM)技术,并于年成立了Stratasys公司。
年,Stratasys公司在成立3年后,推出了第一台基于FDM技术的3D工业级打印机。
FDM作为全球应用最广的3D打印技术,全球70%的3D打印设备都是FDM设备,并且FDM有着最全的热塑性塑料材料及其复合材料工艺加持。
FDM介绍FDM的材料一般是热塑性材料,如PLA、ABS、PC、尼龙等。以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动,同时将熔化的材料挤出,材料迅速凝固,并与周围的材料凝结,工业设备通常具备两个喷头,除了打印主材料的喷头外,会有一个打印支撑材料的副喷头,可以使用副喷头打印可溶性支撑材料,在指定溶剂中溶解支撑材料,从而达到快速去除支撑的目的,从而减化后处理流程。
3d打印中的FDM的优点:
1、由于热融挤压头系统构造原理和操作简单,维护成本低,系统运行稳定;
2、成型速度平顺,用熔融沉积方法生产出来的产品,不需要SLA中的刮板再加工这一道工序;
3、用类蜡成型的零件原型,可以直接用于熔模铸造;
4、通过使用副喷头的可溶性支撑材料,可以成型任意复杂程度的零件,常用于成型具有很复杂的内腔、孔等零件;
5、原材料在成型过程中无化学变化,制件的翘曲变形小,后处理工艺简单;
6、原材料利用率高,用多少多少,不存在SLA的材料浪费,大部分材料只要保持密封,可以长久保存。
从最廉价的桌面级3D打印设备到昂贵的工业打印设备,FDM几乎覆盖了所有你能想到的3D打印设备价格区间。并且今年5月,我国长征五号搭载的复合材料打印设备,也是FDM工艺设计的,所以说FDM是3D打印技术工艺中的万金油。
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