FDM 3D打印工藝的原理、特點及應用
相對于去除多余材料生產零部件的傳統加工工藝，3d打印的典型特點是采用逐層累計材料的方式來加工產品。目前，3d打印的材料包括液體、粉末、線 材、片材等，運用熱、化學反應等方式來固化得到實體產品。自上世紀80年代以來，各種成型工藝百花齊放，典型的3d打印工藝有FDM、SLA、SLS、 SLM、Polyjet等。
FDM（Fused Deposition Modeling）在國內翻譯為熔融沉積成型，國外也有FFF（Fused Filament Fabrication）、FLM（Fused Layer Modeling/Manufacturing）等稱呼方式。該工藝于1988年由Stratasys創始人Scott Crump發明，是目前應用最廣的工藝，市面上絕大部分桌面機都使用該成型原理。
一、FDM工藝原理
FDM工藝通過高溫噴嘴熔融并擠出塑料線材，線材在平臺或者已加工產品上堆積、冷卻、固化，逐層累計得到實體。
加熱噴頭在計算機的控制下，根據CAD確定的工件截面輪廓信息，沿XY水平面運動。熱塑性絲狀材料由供絲機構送至熱熔噴頭，并在噴頭中加 熱和熔化成半液態，然后被擠壓出來，有選擇性的涂覆在工作臺上，快速冷卻后形成一層大約0.1-0.2mm厚的工件薄片輪廓和支撐結構。一層截面成型完成 后工作臺下降一個層厚，再進行下一層的沉積，好像一層層“畫出”截面輪廓，如此循環，最終形成三維產品。
FDM成型工藝需要支撐將產品固定在平臺上，對于懸臂結構也會形成支撐。通過增加噴頭數量，支撐材料與產品材料可以不相同，也可以進行多種材料的混合打印。目前FDM桌面機以單噴頭和雙噴頭為主，在類似二維碼的簡單雙色產品上應用較多。
二、FDM工藝的優勢、劣勢
FDM工藝可加工標準塑料，產品可作為功能件使用。但是，產品在Z軸方向為各向異性，復雜產品表面會有臺階紋。
1）材料種類繁多，如標準工程塑料ABS、PLA、PC等。
2）產品力學性能較好，通常可代替相應注塑件長期使用。
3）類似與傳統加工工藝，所得產品也可進行相關后期處理。
4）受逐層堆積加工方式的影響，產品在垂直方向力學性能較差。
5）FDM工藝精度較低，有復雜曲面的產品表面會有臺階紋。
三、FDM工藝應用范圍
1）快速加工手板樣件，可用于外觀驗證、裝配校核及功能測試。
2）可直接生產夾具、連接結構、輔具等。
3）對某些類型產品，可以用標準塑料小批量生產。
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