激发灵感 创造无限    
诚信、创新、责任、共赢
我们专注品质与服务   决胜制高点  细节决定成败
Runoff commanding heights Detail decides success or failure
The commanding heights of the details determine success or failure.
新闻动态
NEWS
FDM 3D打印机基础知识
来源: | 作者:Zoe Chen | 发布时间: 2021-01-11 | 69 次浏览 | 分享到:

FDM 在 3D 打印中意味着什么?

FDM(Fused deposition Modeling)是熔融沉积成型法的简称,是当前全世界应用最为广泛的3D打印技术,目前桌面式3D打印机多采用此技术。FDM属于3D打印技术的材料挤压分类。 FDM 3D打印机使用长丝状的聚碳酸酯聚合物来生产三维物体。在 FDM 中,通过在预定路径中逐层选择性地沉积熔化的材料来构建物品。使用的产品是热塑性聚合物。

FDM 3D打印机如何工作?
以下是 FDM 制造过程的运作方式:

1. 首先将一卷热塑性耗材插入到打印机中。一旦喷嘴实际达到所需温度,耗材就会被送入挤出头以及下面被加热的喷嘴。

2. 挤出头连接到一个 3 轴系统,使其能够在 X、Y 和 Z 方向上移动。融化后的耗材被挤压成细细的丝,并在预定位置逐层转移,在那里冷却并增强。有时,需要通过使用连接到挤出头的冷却随动件来增加产品的冷却。

3. 为了填充一个位置,需要多次传递。当一层完成时,构建平台向下重新定位(或在其他设备设置中,挤出头上升)并沉积新层。重复此过程,直到该模型全部打印完成。

FDM 3D打印机参数
许多 FDM 系统允许修改多个程序规范,包括喷嘴和热床的温度、打印速度、层高以及冷却风扇的速率。

使用 FDM 打印机创建的对象最初是计算机辅助设计 (CAD) 文档。在发布一个东西之前,它的 CAD 文档必须转换成 3D 打印机可以理解的样式——通常是 STL 样式。

从开发人员的角度来看,重要的是构建大小和层高度:

桌面 3D 打印机的可用构造尺寸通常为 200 x 200 x 200 毫米,而对于工业级机器的制造商来说,可能高达 1000 x 1000 x 1000 毫米。如果首选台式计算机(例如为了降低费用),则可以将巨大的设计分解为更小的部分,然后再组合在一起。

FDM 中使用的每一层的厚度范围为0.05和0.4毫米,用户在选购打印机时会看到这点。较小尺寸的层高可生成更平滑的组件,并更精确地捕获、弯曲几何形状,而较大的高度可更快地以更低的价格创建组件。

FDM 打印究竟用于什么?
FDM 指的是如何创建 3D 版本。材料(熔融塑料)由单层的三轴系统传输,并且多层相互融合以创建 3D 模型。

常用于模具制造、工业设计等领域制作模型,然后逐渐用于一些产品的直接制造。目前已经有使用这种技术打印的零件。该技术已应用于珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和建设 (AEC)、汽车、航空航天、牙科和医疗行业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支等领域。

FDM 打印机的优点和缺点是什么?
优点: FDM 3D打印机提供的最大优势是购买和使用都很经济友好。由于它们在客户市场中受到青睐,低端 FDM 打印机设计起价为 150 美元。 FDM 打印机操作简单,还为版本准备提供了快速的概念。

不利方面:FDM 3D 打印机无法提供其他一些 3D 打印机所提供的顶级质量、尺寸精度的处理。打印失败或融化的耗材堵塞挤出机可能是一个问题。如果需要“接近完美”的打印部件,FDM 并不是最有效的选择。

FDM 3D打印机中使用的常见 3D打印耗材?
FDM 打印中最常用的两种材料是 ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)和 PLA(聚乳酸)。两者都很便宜,而且有多种色调可供选择。

ABS 是一种常用的家用塑料,具有良好的耐力和热特性,但由于会产生强烈的气味,因此需要出色的空气流动。它需要一个加热的构建平台来避免弯曲。

PLA 提供美妙的表面质量,是最简单的打印产品之一,另外原材料环保但不影响打印件的强度。

更高级的FDM打印机可以打印工程和更高性能的材料,包括尼龙、TPU(聚碳酸酯聚氨酯)以及 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或 PETG(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。

PET DOG 经常用于不可重复使用的塑料容器,可用于与食物接触的碎片,并且在打印时不会释放气味。

如何选择最好的 FDM 3D 打印机?
通过识别 FDM 3D 打印机的主要部件、它们的工作原理以及它们的功能,我们可以:

1. 获得更好的质量、韧性和速度,
2.在需要时方便地保存3D打印机,
3.选择适合我们需求的制造商,
4.升级并为某些应用定制部件。

以下是您在购买 3D打印机之前可能需要考虑的 FDM 3D打印机的一些重要部分。

1. 打印平台
ABS、HIPS、聚碳酸酯、尼龙等所有高温挤出耗材都需要加热床,而且它对几乎所有产品都有帮助。它需要在打印过程中相对牢固地吸附着打印件,并防止其翘曲。
此外,它需要保证层之间更好的粘合,这将使打印出来的部分的结构稳定性更好。加热床对于第一层确保良好的水平结构至关重要。打印平台温度一般在 40°C 到 110°C 之间。
未加热的打印平台仅适用于 PLA 基塑料和 TPU,后者在冷却过程中翘曲的可能性很小。
2. 喷嘴
喷嘴需要在需要时可更换。喷嘴尺寸实际上是至关重要的。它通常从 0.25 毫米到 0.75 毫米不等。最常用的尺寸之一是 0.5 毫米。
3. 热端
热端是3D 打印机最重要的部分。这是塑料熔化并挤压成小层的地方。
热端重要的是:
最高打印温度
喷嘴尺寸和更改选项
主动散热

4. 耗材直径
大多数 FDM 3D 打印机使用 1.75 毫米或 3 毫米直径的耗材。大多是 1.75 毫米,但也有部分最受欢迎的制造商坚持使用 3 毫米。带有 Bowden Extruder(远程挤出) 设置的机器使用 1.75mm 时效果更好,而带有 Direct Drive(近程挤出)的 3D 打印机大多使用 3mm。该原则也有例外。有些人只是更喜欢其中一个。
5. 构建尺寸
构建区域是您可以使用 3D 打印机开发项目的最佳尺寸。它是在 XYZ 测量中确定的。例如,8 英寸宽 (X) x 8 英寸深 (Y) x 10 英寸高 – 8x8x10 英寸。额外困难或更大的打印任务可以拆分成更小的部分,然后再合并。
6. 挤出机
挤出机是将耗材送入热端的部件。主要是以下两种不同的挤出机。
近程挤出机
耗材从电机主轴直接送入热端。使用此设备,除了热端外还安装了挤出机。它允许更好地控制挤出以及更容易处理。
远程挤出机
当耗材被送入到热端的特定距离时(挤出机实际上与热端分开)。区别在于耗材需要走一段距离,直到它通过铁氟龙管到达热端。
这种类型的系统减轻了重量,还允许更快的活动以及更少的共振。理论上应该以更高的速度产生更精确的打印,因为在改变方向时需要克服的阻力要少得多。
由于范围的原因,它会散发出额外的热量,因为回缩效果不佳。远程挤出机需要更好的挤出和回缩校准。
9. 冷却风扇
冷却风扇在3D打印过程中起着至关重要的作用,也是一个应该具备的功能。并非所有 3D 打印材料都需要主动冷却,但它对于大多数 3D 打印来说确实很有价值。
有些设备只使用一个从动件,而另外一些设备最多可以使用3个。冷却风扇将大大增强悬垂属性,肯定会使锋利的侧面变脆,并且肯定会产生良好的桥接能力。
这里需要了解的一点是,并非所有的冷却风扇都是一样的。某些类型的设备使用 25 毫米,其他类型的设备使用 40 毫米。
有的风扇设计成在中热端位置吹风,有的集中在喷嘴的尖端,也有的具有各种形状的风道。
10. 屏幕显示
LCD 屏幕允许您进行 3D 打印,而无需连接计算机系统或使用 Cura 等软件应用程序主机。它需要一张 SD 卡来读取G代码文件。
显示器可实现更可靠的空间使用,并最大限度地利用您的计算机系统执行其他任务。它是日常打印的理想之选,当然也可以用于您的大部分打印作业。