FDM熔融堆積技術簡介

2021-03-04 09:59:29 字數 1860 閱讀 1577

fdm技術,即熔融層積技術,fused deposition modeling的簡稱,又可以稱為熔融堆積技術,是快速成型技術的一種。

快速成型技術,即rapid prototyping(簡稱rp技術)。 rp技術是一項20世紀80年代後期由工業發達國家率先開發的新技術,其主要技術特徵是成型的快捷性,能自動、快捷、精確地將設計思想轉變成一定功能的產品原型或直接製造零部件,該項技術不僅能縮短產品研製開發周期,減少產品研製開發費用,而且對迅速響應市場需求,提高企業核心競爭力具有重要作用。

1、快速成型技術的功能作用

●設計驗證:快速原型作為一種視覺化的工具,用於設計驗證、產品評估,在投入大量的

資金進行批量生產之前,及時發現產品設計中存在的問題,改進設計,保證產品的研發成功率。

●功能測試:使用快速成型技術製作的原型可直接進行裝配檢驗、干涉檢查,模擬產品真

實工作情況的一些功能試驗,如運動分析、應力分析、流體和空氣動力學分析等,從而迅速完善產品的結構和效能,改進工藝及所需模具的設計。

●可製造性、可裝配性檢驗:對於開發結構複雜的新產品(如汽車、飛機、衛星、飛彈等),

可事先驗證零件的可製造性、零件之間的相互關係以及部件的可裝配性。

●模具製造:通過快速原型與傳統製造工藝相結合,製造模具和金屬零件。比如由快速原

型製作真空鑄造件和熔模鑄造件的母模;由快速原型通過電弧噴塗、電鑄製造模具或edm 電極,由快速原型直接製造注塑模等。

●生物醫療方面的應用:為外科醫生製作病例模型,製作dna分子結構模型等。

12、運用快速成型技術的工作流程圖

3、快速成型技術的應用領域

該技術可廣泛應用於教育、科研、汽車、電單車、家電、電動工具、醫療、機械製造、精密鑄造、航天航空、工藝品、禮品製作以及玩具等行業。

4、fdm技術原理

這種技術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,並與周圍的材料粘結。

每乙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」,對後續層提供定位和支撐,以保證成形過程的順利實現。

如圖:5、fdm技術優勢

這種技術不用雷射,使用、維護簡單,成本低。用abs製造的原型因具有較高強度,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,使得該技術有可能直接製造功能性零件。

由於這種技術具有一些顯著優點,該技術發展極為迅速,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%。

(1)、沒有易損件,維護簡單,執行成本和維護成本低。

(2)、塑料絲材,容易清潔,更換,儲存:與其他使用粉末和液態材料的技術相比,絲材更加清潔,易於更換、儲存,不會在裝置中或附近形成粉末或液體汙染。

(3)、後處理簡單:僅需要幾分鐘到一刻鐘的時間剝離支撐,原型即可使用。而現在應用較多的sla,sls,3dp等技術均存在清理殘餘液體和粉末的步驟,並且需要進行後固化處理,需要額外的輔助裝置。

這些額外的後處理工序一是容易造成粉末或液體汙染,二是增加了幾個小時的時間。

(4)、成型速度較快:fdm技術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立方厘公尺/小時。

通過軟體優化及技術進步,預計可以達到200立方厘公尺/小時的高速度。

(5)、材料效能好,一直是fdm技術的主要優點:其abs原型強度可以達到注塑零件的三分之一,近年來又發展出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。在塑料零件領域,fdm技術是一種非常適宜的快速製造方式。

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