熔融沉积成型

熔融沉积成型(英:Fused deposition modeling, FDM),是一种将各种热熔性的丝状材料(ABS尼龙等)加热熔化成形的方法,是3D打印技术的一种。  又可被称为FFM熔丝成型(FFM,Fused Filament Modeling)或FFF熔丝制造(FFF,Fused Filament Fabrication),其后两个不同名词主要只是为了避开前者FDM专利问题,然而核心技术原理与应用其实均是相同的。

熔融沉积成型
3D打印机
熔融沉积成型

历史

20世纪80年代中后期,普立得公司的创始人斯科特•克伦普(Scott Crump),发明了熔融沉积成型的技术并申请专利。从此普立得(Stratasys)公司始终走在3D打印技术变革的前锋,并开发出一系列吸引大型制造商和相关专业人士的系统。[1] [2]

打印过程

常见的FDM打印机通常遵循以下过程

建模

先使用3D建模软件制作出物体的三维模型,从软件中导出只含有物体形状数据的模型文件,格式通常为STLOBJ等。

切片

将只包含物体形状数据的文件到入至切片软件中,切片软件会将模型“切片”,像切土豆片一样一层一层切开,同时也会根据使用者的设定在模型中添加支撑与填充结构。之后软件会将输出一个包含每层碰头移动路径数据的文件,格式通常为Gcode,其中的内容主要为描述打印机喷头移动路径的一系列指令数据。

打印准备

视情况,3d打印机在打印前需要主动做一些准备工作。包括预热打印喷头,填装材料,预热热床。在控制器的控制下,加热喷头被加热到一定的温度,经过喷头的材料也被加热到半液体状态,有些3d打印机的打印平台可以加热,称为热床。

打印

将指令数据导入到打印机之后,FDM装置的加热头会注入如ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)树脂PC(聚碳酸酯)PPSF(聚苯砜)树酯英语PolyphenylsulfonePLA(聚乳酸)PEI(聚醚酰亚胺)英语Polyetherimide等热塑性材料。之后喷头会沿着文件数据中描述的路径移动,同时将材料按一定速度挤出。挤出的材料在打印机的平台上凝固后,构成模型的“一层”。每完成一层,喷头就会抬升一定高度再继续完成下一层。

完成

在完成模型的所有层之后,凝固成型后的实体模型就可以从平台上取下,去除支撑结构后,获得成品。有时为了获得更加光滑精细的表面,还会使用抛光液等浸泡模型。

参见

参考资料

  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. 

外部链接

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