熔融沉积快速成型工艺技术.pptx

熔融沉积快速成型工艺，简称FDM，是一种广泛应用于快速成型技术的方法，由美国Stratasys公司率先开发并商业化。该技术的核心在于利用热熔性材料的熔化和沉积，通过加热喷嘴将丝状材料逐层堆积形成实体模型。国内如清华大学和北京殷华公司也对此进行了研究并推出相关设备。 一、熔融沉积工艺基本原理 FDM工艺中，实芯丝材在电机驱动的供料辊作用下被送入加热喷头，经过加热器熔化。喷头可以在X轴上移动，工作台则沿Y轴移动。材料熔融后以略高于固化温度的状态喷出，与前一层材料迅速熔接，随着工作台的逐步下降，逐层堆积形成模型。这一过程中的关键参数包括喷头温度、成形室温度、挤出速度、填充速度、分层厚度和扫描方式等，它们直接影响成型精度和质量。 二、工艺特点 FDM工艺的优势包括： 1. 系统构造简单，操作和维护成本低，安全性高。 2. 使用无毒材料，适合办公环境。 3. 直接用蜡制原型可用于失蜡铸造。 4. 可以成型高度复杂的零件，尤其适合有内腔和孔的结构。 5. 制件变形小，原材料利用率高，寿命长。 6. 支撑结构去除简便，不需要化学清洗。 缺点主要包括： 1. 沿垂直成型轴的强度较弱。 2. 需要设计和制作支撑结构。 3. 形成时间较长，因需扫描整个截面。 4. 原材料成本较高，表面会有明显条纹。 三、成形过程影响因素 1. 材料性能：材料的熔点、粘度和冷却速度等都会影响成型效果。 2. 喷头温度和成形室温度：过高或过低都可能导致材料无法正确熔化或固化。 3. 挤出速度：影响层厚和精度，速度快可能导致堆积不均匀。 4. 填充速度与挤出速度交互作用：需要平衡以确保材料充分熔接。 5. 分层厚度：更薄的层厚可以提高精度但会增加成型时间。 6. 成形时间：成型时间长可能导致层间结合不紧密。 7. 扫描方式：不同的扫描路径会影响模型表面质量和强度。 四、气压式熔融沉积快速成形系统 气压式熔融沉积快速成形系统（AJS）利用气体压力推动熔融材料从喷嘴挤出，通过精确控制气体压力和喷嘴温度，实现对材料沉积的精确控制，以达到更好的成型效果和精度。 总结来说，熔融沉积快速成型工艺（FDM）是一种基于热塑性材料的逐层堆积制造技术，具有操作简便、材料利用率高和灵活性强等特点，但也存在一些限制，如材料强度和成型时间等。随着技术的不断发展，FDM工艺在原型制造、定制化生产等领域有着广泛的应用前景。