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什么是fdm 3d打印技术?-九游会登录j9入口

2023-11-21 15:50:20

fdm 打印是什么意思?

fdm是“熔融沉积建模”(fused deposition modeling)的缩写,同样亦被称作fff,即“熔融灯丝制造”(fused filament fabrication)。这种技术属于3d打印增材制造工艺中的材料挤出类别。在fdm打印中,通过在预定的路径中逐层选择性地沉积熔化的材料来构建对象。所用的材料是热塑性聚合物,呈长丝状。

fdm 3d打印技术原理(打印过程)

第一步:热塑性材料丝首先装入打印机。一旦喷嘴达到所需温度,丝材将被送入挤出头和喷嘴中熔化。

第二步:挤压头连接到一个3轴系统,允许它在x、y和z方向上移动。熔化的材料被挤压成细丝,并在预定的位置一层一层沉积,冷却和凝固。必要时,需通过使用连接在挤压头上的冷却风扇来加速材料的冷却固化。

第三步:填充一个区域,需要多次往复运动打印。当单层完成后,构建平台向下移动(或者在其他设备中,挤压头向上移动),开始沉积新的一层。重复此过程直到零件完成。

fdm-3d打印技术原理

fdm技术打印原理示意图

fdm 3d打印的优缺点

优点:

1.fdm是生产定制热塑性零件和原型的最具成本效益的方法。

2.由于技术的高可用性,fdm的交货周期短。

3.有多种热塑性材料可供选择,既适用于原型制作,也适用于一些非商业功能性应用。

不足:

1.与其他3d打印技术相比,fdm的尺寸精度和分辨率最低,因此不适用于具有复杂细节的零件。

2.fdm零件可能具有可见的层线,因此需要进行后处理以获得平滑的表面。

3.层间粘附机制使得fdm零件具有固有的各向异性。

fdm打印参数

大多数 fdm 系统允许调整多个过程参数,包括喷嘴和构建平台的温度、构建速度、层高和冷却风扇的速度。但从设计师的角度来看,重要的是构建大小和层高度. 

一般设备的构建尺寸如下:

桌面级3d打印机: 200 x 200 x 200 mm   精度:±0.5%(最低±0.5mm) 

工业级3d打印机: 1000 x 1000 x 1000 mm   精度:±0.15(最低±0.2mm)

单层打印高度在50 - 400 um之间。较小的层高度可产生更光滑的部件,更准确地捕获弯曲的几何形状,而较大的高度可更快、成本更低地生成部件。一般情况下,最常用的层高是200微米。

支撑结构与桥连

1.桥连

加热后的材料呈现半熔融态,该状态下的材料可以在两个点之间短距离拉伸。桥连允许材料在没有支撑和允许最小下垂的情况下打印。但如果桥连的距离超过5mm,通常需要支撑才能提供准确的打印处理。此外,在某些外延悬臂的打印时,如果其悬臂角度在一定范围内,也可以无支撑打印。

桥连打印

2.支撑

fdm 打印方法采用两种类型的支撑:

第一种,扁平手风琴或格子形状,该形状是最常见的,也是最适合大多数fdm打印。 

第二种,“树状”支撑,该类型支撑被广泛应用与现在的大多数fdm设备上。“树状”支撑可以保证支撑与打印表面的接触较少,可以获得更好的表面后处理效果。

支撑在fdm打印中是必不可少的,但其也存在一些问题,例如需要后处理,图层不够完美,增加打印成本等。

3d打印支撑类型

填充密度与壳厚度

fdm-3d打印的密度和壳厚度

fdm 部件通常不打印实心,以减少打印时间和节省材料。取而代之的是,根据物体的外周长打印一个壳体,然后在内部填充一个低密度结构(称为“填充物”)。

填充密度和壳厚度极大地影响了一个部分的强度。对于桌面式 fdm 3d打印机,默认设置为25%填充密度和1 mm外壳厚度,这是快速打印强度和速度之间的良好方案。


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