FDM3d打印机是使用最广泛的3D打印技术,它代表了全球最大的3D打印机安装基础,并且通常也是人们接触的第一个技术。那fdm3d打印机原理是什么呢?
fdm是熔融沉积成型技术,3D打印时采用的堆叠薄层的形式有多种多样。常用的3D打印机采用的是熔融沉积快速成型。熔融沉积又叫熔丝沉积,它是将丝状热熔性材料加热融化,通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料融化后从喷嘴喷出,沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上,温度低于固化温度后开始固化,通过材料的层层堆积形成最终成品的工作原理。
熔融沉积建模(FDM)或熔融长丝制造(FFF)是一种增材制造工艺,属于材料挤出系列。在FDM中,通过预定路径中逐层选择性地沉积熔化的材料来构建物体。所使用的材料是热塑性聚合物,呈丝状。FDM3D打印机制造过程的工作原理:
1.首先将一卷热塑性长丝装入3D打印机。一旦喷嘴达到所需温度,长丝就会被送入挤出头并在喷嘴中熔化。
2.挤出头连接到一个3轴系统,允许它在X、Y和Z方向上移动。熔化的材料被挤压成细线,并逐层沉积在预定位置,在那里冷却和固化。有时,通过使用安装在挤出机头上的冷却风扇来加速材料的冷却。
3.要填充一个区域,需要多次通过。一层完成后,构建平台向下移动(或在其他机器设置中,挤出头向上移动)并沉积新层。重复此过程,直到零件完成。
3D打印机是一种可以把真实3D物体“打印”出来的设备,就像激光成型技术一样,采用层次化、迭加成形,即通过一层增加材料,生成3D实体,完全不同于传统加工方法。fdm3d打印机的工作原理本质上其实是一种添加剂制造过程,和其他的制造方法相比,3D打印机具有速度快、价格便宜、使用方便等优点。那FDM3d打印机的特点是什么呢?
1、翘曲
翘曲是FDM3D打印机中最常见的缺陷之一。当挤压材料在凝固过程中冷却时,其尺寸会减小。由于打印件的不同部分以不同的速度冷却,它们的尺寸也会以不同的速度变化。差异冷却会导致内部应力积聚,将底层向上拉,导致其翘曲。从技术角度来看,可以通过更密切地监控FDM系统的温度来防止翘曲平台和腔室,并通过增加零件和构建平台之间的附着力。
可以降低翘曲的概率:
大的平坦区域(想想矩形框)更容易翘曲,应尽可能避免。
薄突出的特征(想想叉子)也容易翘曲。在这种情况下,可以通过在薄特征(例如200微米厚的矩形)的边缘添加一些牺牲材料来增加接触构建平台的区域来避免翘曲。
尖角比圆形更容易翘曲,因此在您的设计中添加圆角是一个很好的做法。
不同的材料更容易翘曲:与PLA或PETG相比,ABS通常对翘曲更敏感,因为它具有更高的玻璃化转变温度和相对较高的热膨胀系数。
2、支撑结构
支撑结构对于在FDM中创建带有悬垂的几何图形至关重要。熔化的热塑性塑料不能沉积在稀薄的空气中。为此,某些几何形状需要支撑结构。打印在支撑件上的表面的表面质量通常低于零件的其余部分。出于这个原因,建议零件的设计方式可以最大限度地减少对支撑的需求。
3、填充和外壳厚度
FDM零件通常不进行实体打印,以减少打印时间并节省材料。内部填充有内部的低密度结构,称为填充物。填充和外壳厚度对零件的强度影响很大。对于桌面FDM3D打印机,默认设置为25%的填充密度和1毫米的外壳厚度,这是快速打印强度和速度之间的良好折衷。