逆向设计与3D打印案例教程（第2版）课件：了解FDM技术

了解FDM技术《逆向设计与3D打印案例教程》

现状：

FDM是当前应用较

为广泛的一种3D打印技术。

原料：丝材

(如工程塑料

ABS、聚碳酸酯PC等)

组成部分：喷嘴、挤出机、工作台等

1.FDM技术简介挤出机《逆向设计与3D打印案例教程》工作台喷嘴此视频资源来源于网络，本视频仅用于教学FDM的成型原理：喷头底部带有细微喷嘴

(直径一般为0.2-0.6mm)

，材料通过喷嘴输出，

将丝状的热塑性材料加热熔化，在计算机控制下，喷头根据3D模型的数据移动到指定位

置，将熔融状态下的液体材料挤喷出来并最终凝固，材料被喷出来后沉积在前一层已固化

的材料上，通过材料逐层堆积形成最终的成品。

2.FDM的成型原理《逆向设计与3D打印案例教程》ü前处理：对模型进行CAD三维建模，建

模后保存成STL文件格式，再将模型导

入切片软件中，进行分层切片。

3.FDM的工艺过程《逆向设计与3D打印案例教程》ØUG

、

Pro/E

等锥齿轮三维模型此视频资源来源于网络，本视频仅用于教学

3.FDM的工艺过程《逆向设计与3D打印案例教程》ü熔融成型过程ü后处理：完成打印后，打开成型室，将

零件取出来。冲洗或剥去用于支撑零件

的支撑材料，整个过程到此结束。

3.FDM的工艺过程《逆向设计与3D打印案例教程》锥齿轮成型件4.1优点①

操作环境干净、

安全。

由于没有毒气或化学物质的危险

，不使用激光

，可在办公室环境下进

行。②

成本低。

熔融沉积造型技术用液化器代替了激光器

，设备费用低；

另外原材料的利用效率高

且没有毒气或化学物质的污染

，使得成型成本大大降低。③

尺寸精度较高

，表面质量较好

，易于装配。

可快速构建瓶状或中空零件。④

易搬运和更换。

原材料以卷轴丝的形式提供

，易于搬运和快速更换。⑤

可选用多种材料。

如可染色的ABS和医用ABS、

PC、

PPSF、

浇铸用蜡和人造橡胶。

4.FDM技术特点《逆向设计与3D打印案例教程》4.2缺点①

打印精度较低。

难以构建结构复杂的零件

，做小件或精细件时精度不如SLA。②

成型时间长。

需要对整个截面进行扫描涂覆

，成型时间较长。③

原材料价格昂贵。④

需要设计和制作支撑结构。⑤

成型物体表面粗糙。

4.FDM技术特点《逆向设计与3D打印案例教程》ü在电器领域的应用国内的极光创新公司采用FDM工艺为用户定制的台

灯

，使用玉米淀粉制作的环保材料PLA3D打印而成，

既健康无害

，又带有高科技性。

5.FDM技术的应用《逆向设计与3D打印案例教程》采用LOM工艺制作的台灯ü在建筑领域的应用在房屋建设中

，为了更好地表达设计意图和展示建筑

结构

，设计图纸与建筑模型是必不可少的。

以往手工

制作的模型

，大多精度不够

，而3D打印技术则弥补

了其不足

，

3D打印出的建筑模型更加立体、

更加直

接

，能更好地表达设计者的思想。

5.FDM技术的应用《逆向设计与3D打印案例教程》采用LOM工艺制作的建筑模型ü聚合物材料材料是促进FDM3D打印机发展的关键

，

目前常用于FDM打印机上的聚合物有PLA、

ABS、

PA、

PP、

PCL、

PEEK等

，但是该类材料存在的共性问题就是打印制件机械强度较差

，

限制了其在工

程结构件方面的应用。

为了提升FDM打印部件的机械性能并满足承重要求

，纤维增强聚合物复

合材料被越来越多地引入到FDM加工中

，这在工业领域引起了广泛关注。

6.FDM技术的发展前景《逆向设计与3D打印案例教程》ü聚合物材料研究人员发现

，添加单一类型的短纤维或连续纤维往往会增加复合材料的某些机械性能

，但同时

会降低其他机械行为。

因此

，不能只通过使用一种纤维来达到复合材料的性能平衡。

为了克服上

述缺点和限制

，多种纤维混合和多种混合形式

(统称混合纤维)

可以减少短纤维和连续纤维的弱

点

，可全面提升制件机械性能且可自由设计制件其它性能。ü设备研制大尺寸高温FDM成型装备

，是将FDM技术向工业领域推广的关键一步。在前期工作基础上，

通过对打印机结构及控制软件进行优化升级

，设备运行的稳定性显著提高

，打印精度和打印速度

分别由±0.2mm、

50mm/s提高到±0.1mm、

120mm/s。

打印精度已与多数商用桌面打印机

相当

，成型速度优于大部分桌面型打印机。