Stratasys 3D打印机公司和FDM成型技术介绍_广东3D打印机

美国Stratasys公司及FDM成型技术介绍

3D打印这个词如今越来越热，并且很快的在全球范围内得到了应用。相比2D打印，每年几百亿乃至上千亿美元的市场来说，3D打印每年的市场空间只有几亿到十几亿美元，还是一个孕育中的市场。不过2011年2月的经济学家(The Economist)杂志说道“3D打印技术可以廉价的成型从单品到成千上万个产品，进而破坏规模经济，正如那些3D打印公司所做到的那样……正如1450年的印刷术、1750年的蒸汽机和1950年的晶体管，当时没有人能正确的预见他们在未来广阔的应用前景，没有人能预测3D打印技术的长期影响。3D打印技术已经到来了，它可能在未来破坏每一个它所触及的领域。”

3D打印巨头Stratasys已经于2008年在纳斯达克上市

Stratasys是FDM工艺的主要设备生产商，这种工艺于1988年被开发出来。工艺的基础就是将热塑性塑料聚合体材料加热熔融成丝，像挤牙膏一样从喷头挤出，堆积在成型面上成型。设备涵盖从构建快速概念模型到慢速高精密模型的不同应用区间。材料包括聚酯、ABS、弹性体材料、以及熔模铸造用蜡。代表现代手板行业最新技术。

性能特点:

1、选用标准工程热塑性塑料，如ABS，PC等可以用来生产结构功能原型；

2、成型时可以使用两种材料，而且内部可以使用栅格结构来节省材料，加快成型速度；

3、热塑性塑料聚合物细丝从喷头挤出就像挤牙膏，俗称喷丝；

4、处在较低温度的平台时热塑性材料就迅速冷却；

使用范围：可以直接制作结构复杂的装配原型件。

美国Stratasys公司使用高强度的聚碳酸酯(PC)丝材，并采用高温喷头，制造出高强度、高性能的功能零件。例如使用FDM Fortus设备和PC线材制造的皮带滑轮可代替生产线

上的铝制皮带滑轮，并能正常运行。

快速成型行业使用情况

FDM成形设备的制造商Stratasys公司从1993年推出第一台商业化的设备以来，凭借其设备操作简单、性价比高、成形材料实用高效、维护方便且低廉，在FDM领域引领着技术和市场的发展。

FDM成形原理和过程

快速成形的原理是：先将产品的三维CAD实体数据模型或曲面数据模型文件转换成.stl文件格式，再用软件从.stl文件“切(Slice)”出设定厚度的一系列片层，然后将上述每一片层的信息传到快速成形机中去，用材料添加法依次将每一层做出来并同时叠加各层，直到完成整个零件。FDM成形的原理是：将丝状工程塑料加热至熔融状态，然后由根据产品片层数据设定好路径的喷头喷出每一层实物原型，层层叠加，直至完成整个工件的制作，具体成形过程如下图所示。

从CAD>>FDM3D打印机>>产品原型

FDM成型特点：

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。

2)可以使用两种材料，可选栅格结构充当填空。

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。

FDM的优势及应用范围：

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

6）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

FDM技术的优点

与其他快速成形技术相比，FDM具有以下突出的特点和优点：

1、质量好、精度高

FDM成形过程为物理变化，所以内应力非常小，工件成形后即使长时间放置也不会发生收缩、翘曲等现象，因而模型尺寸稳定，成形表面质量好、精度高。

2、操作简单且智能化

操作方式与打印机操作相似，机器智能化程度高，具有网络功能。

3、环保

FDM系统使用无毒材料，制作过程中无有毒气体产生，可在办公室环境使用，而激光成形设备在有些情况下需配戴专用护具。

4、系统运行成本低

FDM系统的成本只与成形材料成本有关，不同于激光成形设备每2年就需更换激光器（进口激光器每支约为1.8万美元）。同时，由于未采用激光方式，所以不用定期调整，因而日常维护成本很低。

5、ABS成形材料强度高、有韧性

可以加工、焊接，并可进行装配；功能测试及模型尺寸稳定，具有抗化学性能；可选择PC、PPSF等材料，以达到更高要求的测试，如硬度、温度等方面的功能测试。

6、后处理简单

FDM最新机型大多可以支持水溶性支撑材料。水溶支撑可以减少后处理时间和工作量，保证复杂模型的精度。杂工件就是采用水溶支撑技术的FDM快速成形机轻松制作完成的。

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。

2)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。

3)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。

4)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。Stratasys公司系列产品：

Mojo个人3D打印机

Mojo是美国Stratasys公司最新推出的产品，发布于2012年5月8日，全球统一发布。仍然

uPrint SE三维打印机以Stratasys专利技术FDM（熔融沉积成型）为动力，成千上万的设

Dimension是Stratasys,Inc.的一个事业部，是一家领先的3D打印、快速建模和直接数字制造系统生产商，其产品供应汽车、航空、工业、娱乐、电子、医疗和消费品OEM。Dimension系统使设计工程师能够利用无需后化学处理、特殊通风或设施修改的办公室内RP系统，通过他们的工作站或网络将高性能工程材料制成结构高度复杂的模型。

Fortus工业级3D打印机

Fortus3D产品系统可使用高性能的热塑性塑料制作最精确和最不易变形的快速原型件及真正的产品级零件。同时提供最大的成型尺寸和最快的成型速度。只有Fortus FDM技术能提供高级的产品级的热塑性塑料材料和艺术级的软硬件。由于使用了最可靠的技术，最大的成型空间及比任何加材料系统都快的速度，Fortus提供超乎想象的功能和能力。即便使用

相同的材料，Fortus3D产品级系统制作出的零件强度比使用STRATASYS的3D立体打印机制作出的零件的强度要高30-300%。Fortus的高级技术使制作出产品的机械性能更精确、稳定和耐用。

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