什么是FDM 3D打印技術(shù)？

FDM 打印是什么意思？

FDM是“熔融沉積建?！保‵used Deposition Modeling）的縮寫，同樣亦被稱作FFF，即“熔融燈絲制造”（Fused Filament Fabrication）。這種技術(shù)屬于3D打印增材制造工藝中的材料擠出類別。在FDM打印中，通過在預(yù)定的路徑中逐層選擇性地沉積熔化的材料來構(gòu)建對象。所用的材料是熱塑性聚合物，呈長絲狀。

FDM 3D打印技術(shù)原理（打印過程）

第一步：熱塑性材料絲首先裝入打印機。一旦噴嘴達到所需溫度，絲材將被送入擠出頭和噴嘴中熔化。

第二步：擠壓頭連接到一個3軸系統(tǒng)，允許它在X、Y和Z方向上移動。熔化的材料被擠壓成細絲，并在預(yù)定的位置一層一層沉積，冷卻和凝固。必要時，需通過使用連接在擠壓頭上的冷卻風扇來加速材料的冷卻固化。

第三步：填充一個區(qū)域，需要多次往復(fù)運動打印。當單層完成后，構(gòu)建平臺向下移動（或者在其他設(shè)備中，擠壓頭向上移動），開始沉積新的一層。重復(fù)此過程直到零件完成。

FDM 3D打印的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

1.FDM是生產(chǎn)定制熱塑性零件和原型的最具成本效益的方法。

2.由于技術(shù)的高可用性，F(xiàn)DM的交貨周期短。

3.有多種熱塑性材料可供選擇，既適用于原型制作，也適用于一些非商業(yè)功能性應(yīng)用。

不足：

1.與其他3D打印技術(shù)相比，F(xiàn)DM的尺寸精度和分辨率最低，因此不適用于具有復(fù)雜細節(jié)的零件。

2.FDM零件可能具有可見的層線，因此需要進行后處理以獲得平滑的表面。

3.層間粘附機制使得FDM零件具有固有的各向異性。

FDM打印參數(shù)

大多數(shù) FDM 系統(tǒng)允許調(diào)整多個過程參數(shù)，包括噴嘴和構(gòu)建平臺的溫度、構(gòu)建速度、層高和冷卻風扇的速度。但從設(shè)計師的角度來看，重要的是構(gòu)建大小和層高度. 

一般設(shè)備的構(gòu)建尺寸如下：

桌面級3D打印機： 200 x 200 x 200 mm   精度：±0.5%（最低±0.5mm） 

工業(yè)級3D打印機： 1000 x 1000 x 1000 mm   精度：±0.15（最低±0.2mm）

單層打印高度在50 - 400 um之間。較小的層高度可產(chǎn)生更光滑的部件，更準確地捕獲彎曲的幾何形狀，而較大的高度可更快、成本更低地生成部件。一般情況下，最常用的層高是200微米。

支撐結(jié)構(gòu)與橋連

1.橋連

加熱后的材料呈現(xiàn)半熔融態(tài)，該狀態(tài)下的材料可以在兩個點之間短距離拉伸。橋連允許材料在沒有支撐和允許最小下垂的情況下打印。但如果橋連的距離超過5mm，通常需要支撐才能提供準確的打印處理。此外，在某些外延懸臂的打印時，如果其懸臂角度在一定范圍內(nèi)，也可以無支撐打印。

2.支撐

FDM 打印方法采用兩種類型的支撐：

第一種，扁平手風琴或格子形狀，該形狀是最常見的，也是最適合大多數(shù)FDM打印。 

第二種，“樹狀”支撐，該類型支撐被廣泛應(yīng)用與現(xiàn)在的大多數(shù)FDM設(shè)備上?！皹錉睢敝慰梢员ＷC支撐與打印表面的接觸較少，可以獲得更好的表面后處理效果。

支撐在FDM打印中是必不可少的，但其也存在一些問題，例如需要后處理，圖層不夠完美，增加打印成本等。

填充密度與殼厚度

FDM 部件通常不打印實心，以減少打印時間和節(jié)省材料。取而代之的是，根據(jù)物體的外周長打印一個殼體，然后在內(nèi)部填充一個低密度結(jié)構(gòu)（稱為“填充物”）。

填充密度和殼厚度極大地影響了一個部分的強度。對于桌面式 FDM 3D打印機，默認設(shè)置為25%填充密度和1 mm外殼厚度，這是快速打印強度和速度之間的良好方案。