3d打印机原理~fdm3d打印机原理
探索3D打印奥秘:FDM 3D打印机原理深度解析
在科技日新月异的今天,3D打印技术以其独特的魅力和广泛的应用前景,成为了数字制造领域的一颗璀璨明星。作为3D打印技术的重要分支,FDM(熔融沉积制造)3D打印机凭借其价格亲民、操作简便、材料多样等优势,深受业余爱好者、设计师及制造业者的青睐。本文将带您深入了解3D打印机的基本原理,并着重探讨FDM 3D打印机的核心工作机制,让您对这项技术有更加全面而深刻的认识。
一、3D打印技术概览
3D打印技术,又称增材制造技术,是一种通过逐层堆积材料来构建三维物体的先进制造方法。它打破了传统减材或等材制造的局限,实现了从数字模型到实体物体的直接转化。这一过程中,3D打印机如同一位精密的“数字工匠”,根据预设的模型数据,在计算机控制下,精准地“雕刻”出复杂的三维结构。
二、FDM 3D打印机原理揭秘
FDM(Fused Deposition Modeling)3D打印机,即熔融沉积制造3D打印机,是3D打印技术中最常见的一种类型。其工作原理简单而高效,主要包括以下几个关键步骤:
① 材料加热与熔融:FDM 3D打印机使用热塑性材料如PLA(聚乳酸)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)等作为打印原料。这些材料以卷轴丝的形式供应,通过加热器加热至熔融状态。
② 逐层沉积与固化:熔融的材料通过打印机的喷嘴被精确挤出,按照预设的路径逐层沉积在构建平台上。当材料离开喷嘴后,迅速冷却固化,形成一层又一层的实体结构。这一过程不断重复,直至整个三维物体构建完成。
③ 平台移动与支撑结构:为了确保打印过程的
fdm3d打印技术的优缺点
fdm3d打印技术的优缺点如下:
优点:
(1)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。
(2)采用水溶性支撑材料,使得去除支架结构简单易行,可快速构建复杂的内腔、中空零件以及一次成型的装配结构件。
(3)原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。
(4)可选用多种材料,如各种色彩的工程塑料ABS、PC、PPS以及医用ABS等。
(5)原材料在成型过程中无化学变化,制件的翘曲变形小。
(6)用蜡成型的原型零件,可以直接用于熔模铸造。
(7)FDM系统无毒性且不产生异味、粉尘、噪音等污染。不用花钱建立与维护专用场地,适合于办公室设计环境使用。
(8)材料强度、韧性优良,可以装配进行功能测试。
缺点:
(1)原型的表面有较明显的条纹。
(2)与截面垂直的方向强度小。
(3)需要设计和制作支撑结构。
(4)成型相对较慢,不适合构建大型零件。
(5)原材料价格昂贵。
(6)喷头容易发生堵塞,不便维护。
FDM3D打印的原理及构造:
FDM3D打印原理介绍:
熔融层积成型科技(FusedDepositionModeling,FDM)是将丝状的热熔性资料加热融化,同时三维喷头在电脑的控制下,根据截面轮廓信息,将资料选择性地涂敷在工作台上,快速冷却后形成一层截面。
一层成型完成后,机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层,直至形成整个实体造型。其成型材料种类多,成型件强度高、精度较高,是一种比较实用的制造技术。
FDM3D打印机的构造:
FDM3D打印机的主要结构构成部件,我们简单点来描述,把它分为三个部分,主操控的主板系统,主运动的机械系统,主成型的热端系统。主板系统主要由主板,传感器等部件组成,负责连接各个部位的传感器,输送命令,类似于人的大脑,连接着多种传感器,负责整体的控制。
机械系统部分主要由马达,传动组件等组成,主要是控制XYZ的运动,实现整体的一个运作系统。热端系统部分主要由热床、挤出端、散热风机等组合而成,形成一个完整的加热系统,从而打印各种材料。