熔融沉積成型

熔融沉積成型(英:Fused deposition modeling, FDM),是一種將各種熱熔性的絲狀材料(ABS尼龍等)加熱熔化成形的方法,是3D打印技術的一種。  又可被稱為FFM熔絲成型(FFM,Fused Filament Modeling)或FFF熔絲製造(FFF,Fused Filament Fabrication),其後兩個不同名詞主要只是為了避開前者FDM專利問題,然而核心技術原理與應用其實均是相同的。

熔融沉積成型
3D打印機
熔融沉積成型

歷史

20世紀80年代中後期,普立得公司的創始人斯科特•克倫普(Scott Crump),發明了熔融沉積成型的技術並申請專利。從此普立得(Stratasys)公司始終走在3D打印技術變革的前鋒,並開發出一系列吸引大型製造商和相關專業人士的系統。[1] [2]

打印過程

常見的FDM打印機通常遵循以下過程

建模

先使用3D建模軟件製作出物體的三維模型,從軟件中導出只含有物體形狀數據的模型文件,格式通常為STLOBJ等。

切片

將只包含物體形狀數據的文件到入至切片軟件中,切片軟件會將模型「切片」,像切土豆片一樣一層一層切開,同時也會根據使用者的設定在模型中添加支撐與填充結構。之後軟件會將輸出一個包含每層碰頭移動路徑數據的文件,格式通常為Gcode,其中的內容主要為描述打印機噴頭移動路徑的一系列指令數據。

打印準備

視情況,3d打印機在打印前需要主動做一些準備工作。包括預熱打印噴頭,填裝材料,預熱熱床。在控制器的控制下,加熱噴頭被加熱到一定的溫度,經過噴頭的材料也被加熱到半液體狀態,有些3d打印機的打印平台可以加熱,稱為熱床。

打印

將指令數據導入到打印機之後,FDM裝置的加熱頭會注入如ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)樹脂PC(聚碳酸酯)PPSF(聚苯碸)樹酯英語PolyphenylsulfonePLA(聚乳酸)PEI(聚醚酰亞胺)英語Polyetherimide等熱塑性材料。之後噴頭會沿着文件數據中描述的路徑移動,同時將材料按一定速度擠出。擠出的材料在打印機的平台上凝固後,構成模型的「一層」。每完成一層,噴頭就會抬升一定高度再繼續完成下一層。

完成

在完成模型的所有層之後,凝固成型後的實體模型就可以從平台上取下,去除支撐結構後,獲得成品。有時為了獲得更加光滑精細的表面,還會使用拋光液等浸泡模型。

參見

參考資料

  1. ^ Chee Kai Chua; Kah Fai Leong, Chu Sing Lim. Rapid Prototyping. World Scientific. 2003: 124. ISBN 9789812381170. 
  2. ^ Rundle, Guy. A Revolution in the Making. Affirm Press. 2014. ISBN 9781922213303. 

外部連結

YouTube上的Fused Deposition Modeling (FDM) Technology,始於2分31秒
YouTube上的The Differences Between Fused Deposition Modeling (FDM) and PolyJet,始於1分31秒
YouTube上的FDM technology 3d printer,始於0分15秒