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    熔融擠出成型--高性能的快速成型工藝.doc 2頁

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    熔融擠出成型--高性能的快速成型工藝 熔融擠出成型(FDM)工藝的材料一般是熱塑性材料,如蠟、ABS、PC、尼龍等,以絲狀供料。材料在噴頭內被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運動,同時將熔化的材料擠出,材料迅速固化,并與周圍的材料粘結。每一個層片都是在上一層上堆積而成,上一層對當前層起到定位和支撐的作用。隨著高度的增加,層片輪廓的面積和形狀都會發生變化,當形狀發生較大的變化時,上層輪廓就不能給當前層提供充分的定位和支撐作用,這就需要設計一些輔助結構-“支撐”,對后續層提供定位和支撐,以保證成形過程的順利實現。 這種工藝不用激光,使用、維護簡單,成本較低。用蠟成形的零件原型,可以直接用于失蠟鑄造。用ABS制造的原型因具有較高強度而在產品設計、測試與評估等方面得到廣泛應用。近年來又開發出PC,PC/ABS,PPSF等更高強度的成形材料,使得該工藝有可能直接制造功能性零件。由于這種工藝具有一些顯著優點,該工藝發展極為迅速,目前FDM系統在全球已安裝快速成形系統中的份額大約為30% 適于三維打印機的特點 不使用激光,維護簡單,成本低:價格是成型工藝是否適于三維打印的一個重要因素。多用于概念設計的三維打印機對原型精度和物理化學特性要求不高,便宜的價格是其能否推廣開來的決定性因素。 塑料絲材,清潔,更換容易:與其他使用粉末和液態材料的工藝相比,絲材更加清潔,易于更換、保存,不會在設備中或附近形成粉末或液體污染。 后處理簡單:僅需要幾分鐘到一刻鐘的時間剝離支撐后,原型即可使用。而現在應用較多的SL,SLS,3DP等工藝均存在清理殘余液體和粉末的步驟,并且需要進行后固化處理,需要額外的輔助設備。這些額外的后處理工序一是容易造成粉末或液體污染,二是增加了幾個小時的時間,不能在成型完成后立刻使用。 成型速度較快:一般來講,FDM工藝相對于SL,SLS,3DP工藝來說,速度是比較慢的。但針對三維打印應用,其也有一定的優勢。首先,SL,SLS,3DP都有層間過程(鋪粉/液,掛平),因而它們一次成型多個原型是速度很快,例如3DP可以做到一小時成型25mm左右高度的原型。三維打印機成型空間小,一次多成型1至2個原型,相對來講,他們的速度優點就不甚明顯了。其次三維打印機對原型強度要求不高,所以FDM工藝可通過減小原型密實程度的方法提高成型速度。通過試驗,具有某些結構特點的模型,最高成型速度已經可以達到60立方厘米/小時。通過軟件優化及技術進步,預計可以達到200立方厘米/小時的高速度。 快速塑料零件制造 材料性能一直是FDM工藝的主要優點,其ABS原型強度可以達到注塑零件的三分之一。今年來又發展出PC,PC/ABS,PPSF等材料,強度已經接近或超過普通注塑零件,可在某些特定場合(試用,維修,暫時替換等)下直接使用。雖然直接金屬零件成型(近年來許多研究機構和公司都在進行這方面的研究,是當今快速原型領域的一個研究熱點)的材料性能更好,但在塑料零件領域,FDM工藝是一種非常適宜的快速制造方式。隨著材料性能和工藝水平的進一步提高,我們相信,會有更多的FDM原型在各種場合直接使用。

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