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什么是FDM 3D打印机?

文章来源:海域广3D官网   发布时间:2018-12-20 10:27   点击数:   【

什么是FDM 3D打印机
随着时代的发展,济南3D打印机认为我们可以将注意力转移到特定的3D打印技术上。在名单上位于第一位,并且根据整台硬件的销量而言,最常见的是“熔融沉积FDM"。它指的是所有从计算机控制的喷嘴中通过输出半液体材料进行构建物体层的3D打印过程。使用材料挤出技术进行3D打印的构建材料有很多种,包括混凝土、陶瓷、巧克力,甚至金属。但是,最常见的挤出材料是塑料(技术上称为热塑性塑料),它从喷嘴中输出时能够被暂时熔化热塑材料挤压技术由领先市场的 Stratasys2公司率先发明,它将这种技术称作“熔融沉积成型(FDM)"。后来,FDM这一术语被广泛用于(和误用)指代热塑挤压,甚至被普遍理解为材料挤出技术。然而, Stratasys公司是唯一可以使用“熔融沉积成型(FDM)”标签的3D打印机制造商,因为它拥有其商标专用权。随后,3D打印巨头3 D Systems将该技术称为“塑料喷印(PJP)"。它还有“熔丝建模(FFM)",“熔融挤出建模(MEM)",“熔丝制造(FF)”或熔融沉积法”等名称。而后者的缩写也恰好是FDM,当然,这完全是个巧合。

FDM 3d打印机

图2.1是材料挤出操作示意图。这一卷称作“丝”的制作材料被慢慢输送到加热至180~230C的打印喷头中。高温将丝融化,通过喷嘴挤压,然后在打印喷头出口处将其压平。最初,熔融的丝被直接沉积到3D打印机平坦的制作平台或“打印床”上。随着打印喷头的移动,熔丝讯迅速冷却并固化,在二维空间中勾画出打印对象的第一层轮廓。有些材料挤出打印机通过移动打印喷头本身南北和东西的轴线来实现这一动作。其他的打印机则通过在相同轴线上一边来回摆动打印喷头,一边移动制作台的方式完成动作。一旦打印出物体的第一层轮廓,制作平台就稍微降低一点,以便于下一层热塑性塑料沉积在轮廓上。这个过程不断重复,要打印出个完整的模型通常需要几个小时。其实,整个过程类似于用电脑控制的热胶枪制作模型。


虽然图演示的是单一喷嘴的工作机制,但是目前多喷嘴的3D打印机已经相当普遍。通常,这些喷嘴可以在同一构建中输出两种或三种材料,目前,有四个喷嘴打印头的打印机也已经出现在市场上。

热塑挤压3D打印机甚至可以与“搅拌挤出机”结合,在单一打印头中混合不同的热塑性塑料,从而打印出彩色的塑料物体虽然很多材料都可以作为热塑性塑料丝,但最常见的是丙烯腈-丁二烯苯乙烯,也就是"ABS"。这种石油基材料广泛用于产品铸模。例如,乐高积木、自行车头盔和圆珠笔都是各种等级的ABS注塑模型。如果你正在电子阅读器或其他计算机设备上阅读本书,那么这些设备的外壳和按钮几乎都是ABS注塑成型的作为3D打印耗材,直径3毫米1.75毫米的ABS丝轴颜色有很多种。


其他材料还包括尼龙、聚碳酸酯(PC)和ABS一聚碳酸酯复合材料。热塑性聚気酯(TPU)是最新进入市场的材料,用于制造柔韧的类似橡胶的组件。还有一种叫做ABS的材料可以利用伽玛射线和环氧乙烷进行消毒,这使得3D打印的塑料零部件在食品工业或医药领域也发挥着作用。


由于ABSi的半透明性,它还可以用于生产传输光线的物体,如汽车尾灯。使用材料挤出技术打印物体的一大优势是采用标准的热塑性塑料(与注塑件使用一样的材料)。这意味着制造商无需进行强度、耐久性、安全性和材料其他属性等大量测试,就可以使用材料挤出技术精准打印出塑料零部件。


当小批量生产大约5000个塑料零部件时,用材料挤出3D打印机比用传统方法逐个在模型中注塑成型的成本低很多除了ABS、碳酸聚酯和尼龙等石油基塑料材料,还有一种广泛用于材料挤出的丝质材料是聚乳酸,即“PLA"。它是由玉米淀粉或甘蔗等农产品制成的生物塑料,比ABS更加环保。PLA在生产中是十分安全的,因为它在加热时不会发出有毒气体。因此获得了众多教育工作者的青睐,他们希望引进使用该种材料的3D打印机用于教学。


用于3D打印的PLA丝呈半透明固体状,颜色也是多种多样,这在3D打印爱好者中十分流行,因为它比ABS更容易打印。其他生物塑料丝质材料还包括聚羟基脂肪酸酯(PHA),这种材料经常与PA混合,以创建 PLAPHA'合成物。PLA和PHA都可以生物降解,并且可能在未来通过合成生物的方法来生产,第7章将进行详细讨论基于热塑挤压工艺的3D打印机已经广泛使用,新型打印机几乎每周都会出现。

济南3D打印机

目前消费级3D打印机可以以组件形式购买,售价在350美元左右,还可以以套件形式购买消费机型,售价大约在500美元。而专业热塑挤压硬件的每台售价大约为10000美元到50000美元。适用于工厂使用的高端机器称为“3D生产系统",成本高达90万美元。图2.2显示的是工业环境中的几台 Stratasys Fortus9oomc3D生产系统。2D丁印机都有最大“打印区域",所以3D丁印机也都有“打印尺寸”或“打印体积"。对于个人硬件来说,打印体积初始值通常是100毫米×100毫米×100毫米(或约4英寸x4英寸×4英す)。而目前市场上最大的打印体积是1060毫米×1070毫米×1105毫米(417英寸×42.2英す×435英寸),由 Bigrep ONE提供,售价为29000欧元(大约36000美元)。工业3D生产系统的第二大打印体积为914毫米×610毫米x914毫米(36英す×24英寸×36英寸),由 Fortus900mc提供。这个尺寸的打印体积不仅可以生产大的物体,还可以在一次打印作业中并排打印出多个小物体。

海域广3D作为国内专业济南3D打印机设备服务商,为企业/教育/医疗等科研机构提供设备咨询与打印服务。


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