FDM快速成型技术的运用

dingnizi

    由美国Stratasys公司推出的FDM设备是由Scott Crump于1988年最早开发出来快速成型技术。 材料包括聚酯、ABS、人造橡胶、熔模铸造用蜡和聚脂热塑性塑料等。
　　熔融沉积成型的工作原理是将热熔性材料（ABS、蜡）通过加热器熔化，材料先抽成丝状，通过送丝机构送进热熔喷头，在喷头内被加热融化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将半流动状态的材料按CAD分层数据控制的路径挤出并沉积在指定的位置凝固成形，并与周围的材料粘结，层层堆积成型。
熔融挤压成形工艺比较适合于家用电器、办公用品以及模具行业新产品开发，以及用于假肢、医学、医疗、大地测量、考古等基于数字成像技术的三维实体模型制造。该技术无需激光系统，因而价格低廉，运行费用很低且可靠性高。目前在汽车、家电、电动工具、医疗、机械加工、精密铸造、航天航空、工艺品制作以及儿童玩具等行业，已经在以下几个方面起到重要作用：
1)产品样本、设计评审、性能测试及装配实验。用户根据快速制造的成型对设计方案进行评审，进行模拟性能测试和模拟装配试验，然后评估生产的可能性，最后将改进信息提供给设计人员，以便以后的修改和优化。
. G5 i- s! u( |; M' T; P2)将FDM技术和传统的模具制造技术结合在一起，快速模具制造技术可以缩短模具的开发周期，提高生产效率。
& D/ ^' C9 ?9 \) ^1 ]$ g  I3)在生物医学领域，根据扫描得到的人体分层截面数据，制造出人体局部组织或器官的模型，可以用于临床医学辅助诊断复杂手术方案的确定，即制造解剖学体外模型（体外模型）；也可以制造组织工程细胞载体支架结构（人体器官），即作为生物制造工程中的一项关键技术。
2 _2 n0 i: \2 X* u* b, u- o4)在微型机械方面，采用某些工艺加工方法，如光固化法方法，快速成型制造技术可以用于微型机械的制造和装配。
5)在其他领域，如快速成型技术还可以用于复制文物，制作工艺品的设计原型，展览模型等。
0 |& b2 N/ u" @5 [1 WFDM成型特点：
- N( A' ~1 E" h, e' U5 ]3 ^1)标准的工程热塑性塑料。如ABS可以用来生成带有结构功能的模型。
; S7 l. @. N7 G& f6 ~3 s2)可以使用两种材料，可选栅格结构充当填空。
; |4 p2 C9 D/ C" _3)加热后的热塑性塑料细丝像挤牙膏一样从喷嘴中挤出。
4)热塑性塑料到达较低温度的工作环境平面后迅速冷却固化。
5)近年来发展迅速，广受用户青睐。
" \9 z4 W6 \3 z0 xFDM的优点及应用范围：
' K2 Q1 o2 {+ D/ y" E- a% q优点：1）制造系统可用于办公环境，没有毒气或化学物质的危险
2）工艺干净、简单、易于操作且不产生垃圾
3）可快速构建瓶状或中空零件
4）原材料以卷轴线的形式提供，易于搬运和快速更换
5）原材料费用低
0 H# Z( {: D, J. D( x  l5 a6）可选用多种材料。如可染色的ABS和医用ABS、浇铸用蜡和人造橡胶
适用范围：这种工艺方法适合于产品设计的概念建模以及产品的功能测试。由于甲基丙烯酸ABS（MOBS）材料具有很好的化学稳定性，可采用伽玛射线消毒，特别适用于医用。但成形精度相对较低，不适合于制作结构过分复杂的零件。
快速塑料零件制造
材料性能一直是FDM工艺的主要优点，其ABS原型强度可以达到注塑零件的三分之一。今年来又发展出PC，PC/ABS，PPSF等材料，强度已经接近或超过普通注塑零件，可在某些特定场合（试用，维修，暂时替换等）下直接使用。虽然直接金属零件成型（近年来许多研究机构和公司都在进行这方面的研究，是当今快速原型领域的一个研究热点）的材料性能更好，但在塑料零件领域，FDM工艺是一种非常适宜的快速制造方式。随着材料性能和工艺水平的进一步提高，我们相信，会有更多的FDM原型在各种场合直接使用。
熔融挤出成型(FDM)--高性能的快速成型工艺
这种工艺不用激光，使用、维护简单，成本较低。用蜡成形的零件原型，可以直接用于失蜡铸造。用ABS制造的原型因具有较高强度而在产品设计、测试与评估等方面得到广泛应用。近年来又开发出PC，PC/ABS，PPSF等更高强度的成形材料，使得该工艺有可能直接制造功能性零件。由于这种工艺具有一些显著优点，该工艺发展极为迅速，目前FDM系统在全球已安装快速成形系统中的份额大约为30％。

* V# M$ d8 c! ]2 c; [$ ?
$ a6 ?# T; Y; M0 h' y6 V% A中国区总代理：上海福斐科技发展有限公司
# L6 a( C7 k% o: M' o" O! i上海市张江高科技园区龙东大道3000号7幢207室
联系人：丁征帆
: B9 g+ z: _' I8 d. iTEL：021-68790958-26
FAX：021-68790959
. m) L- J3 L* Q4 w+ X, I: cMT：13501814305