1、FDM 3d打印原理
簡(jiǎn)單來說,熱熔擠出打印就是將固體的塑料絲材加熱熔化之后通過噴頭擠出來,在工作臺(tái)上堆成一定的形狀,液態(tài)的材料經(jīng)過散熱固化就具有一定的強(qiáng)度。這就是打印的原理。原理圖如下所示。
2 、FDM 3D打印機(jī)分類
目前3D打印機(jī)分為桌面級(jí)和工業(yè)級(jí)兩種類型,他們的區(qū)別主要是在成形尺寸和打印精度上。一般來說,工業(yè)級(jí)成形尺寸大,打印精度高,桌面級(jí)成型尺寸小,打印進(jìn)度低。當(dāng)然隨著3D打印機(jī)的更新迭代,桌面級(jí)的3D打印機(jī)的打印精度也逐漸提高。
3 、FDM 3D打印支撐
如果打印的零件是有懸空的部分,打印機(jī)可以先在底部打印一些基底,零件的懸空部分可以在基地上打印,這部分基底起到支撐作用,也就是所謂的“支撐”。模型打印后支撐的去除一般是采用修剪的方法。如果是比較精細(xì)的模型,支撐的去除有時(shí)是一個(gè)精細(xì)活。當(dāng)然支撐的多少和位置,與模型的擺放位置有關(guān),同一個(gè)模型,不同擺放位置,形成的支撐也不一樣。合理擺放模型可以減少支撐。
4、FDM 3D打印噴頭
對(duì)于熱熔擠出(FDM)型打印機(jī),核心的部件就是打印機(jī)噴頭,它的作用包括三個(gè)方面,即(1)進(jìn)絲;(2)加熱;(3)擠出。其中(1)進(jìn)絲:就是將固態(tài)的塑料絲材傳送到噴頭里;(2)加熱:就是將傳送到噴頭的絲材加熱到熔點(diǎn),形成熔融態(tài),具有一定的流動(dòng)性;(3)擠出:就是將加熱好的材料擠出噴頭精準(zhǔn)的落到成型平臺(tái)上,堆疊成想要的形狀。
當(dāng)然,噴頭的數(shù)量也可以是多個(gè),多個(gè)噴頭就可以打印多種不同的材料,比如打印不同顏色的材料,就能打印出更好看的模型。
5、FDM 3D打印材料
FDM打印機(jī)常用的材料為一些熱塑性材料,主要材料 PLA(環(huán)保材料) 、 ABS 、 尼龍 、PHA等。此外,在PLA、ABS中混合一些木質(zhì)纖維、金屬粉末、碳纖維等,就能打印出具有木質(zhì)感、金屬質(zhì)感、高強(qiáng)性能的模型;還有夜光材料,將這種材料曝光15分鐘后,置于黑暗處就能發(fā)出綠色的光。
6、FDM 3D打印缺點(diǎn)
當(dāng)然作為一種低成本、能快速成形的打印機(jī),也有他的缺點(diǎn),主要為:
(1)成型件的表面有較明顯的條紋,較粗糙,不適合高精度精細(xì)小零件的應(yīng)用。
(2)沿成型軸垂直方向的強(qiáng)度比較弱。
(3)需要設(shè)計(jì)與制作支撐結(jié)構(gòu)。
(4)需要對(duì)整個(gè)截面進(jìn)行掃描涂覆,成型時(shí)間較長 。
(5)支撐去除相對(duì)麻煩
材料通常分為三類:機(jī)械性能、視覺和工業(yè),材料的選擇實(shí)際上取決于用戶想要打印的內(nèi)容,因此,咱們從以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較(成本和打印速度除外)
PLA
容易打印的聚合物,且能提供良好外觀,非常堅(jiān)硬,但也非常脆
打印溫度:190-220℃
熱床:無
優(yōu)點(diǎn):可降解生物材料
無臭
可用砂紙進(jìn)行后處理
可上丙烯顏料
良好的抗紫外線能力
缺點(diǎn):易受潮
脆
ABS
當(dāng)需要更高的耐溫性和韌性時(shí),通常采用ABS
打印溫度:220-260℃
熱床:80-110℃
恒溫環(huán)境
優(yōu)點(diǎn):可用丙酮蒸汽拋光處理
可用砂紙進(jìn)行后處理
可上丙烯顏料
可用丙酮做其強(qiáng)力膠水使用
良好的耐磨性
缺點(diǎn):紫外線敏感
打印時(shí)氣味較大
PET
Pet是一種稍軟的聚合物,具有很好的圓潤性,幾乎沒有重大缺陷
打印溫度:230-250
熱床:無
優(yōu)點(diǎn):不易受潮
不易腐蝕
可回收
良好的耐磨性
可用砂紙進(jìn)行后處理
Nylon
Nylon具有良好的機(jī)械性能,抗沖擊性較高,層間不易粘合
打印溫度:230-260℃
熱床:80-110℃
恒溫環(huán)境
優(yōu)點(diǎn):良好的耐化學(xué)系
缺點(diǎn):易受潮
潛在的高煙氣排放
TPU
柔性材料,抗沖擊性非常高
打印溫度:210-230℃
熱床:無
恒溫環(huán)境
建議關(guān)閉回抽
優(yōu)點(diǎn):良好的耐磨性
良好的抗油脂性
缺點(diǎn):后處理較難
層間不易粘合
PC
以上材料中性能理想的材料,可替代ABS
打印溫度:230-260℃
熱床:80-110℃
恒溫環(huán)境
優(yōu)點(diǎn):易于后期處理
可消毒
缺點(diǎn):紫外線敏感