熔融沉积制造加工范围
熔融沉积成型技术(一)
本节 知识点
1 熔融沉积成型技术的发展和工艺原理
2 熔融沉积成型技术的优点和不足
3 熔融沉积成型技术的工艺流程
熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling，FDM），也称熔融沉积制造、熔融堆 积成型等。
该工艺思想最先由美国学者斯科特•克伦普 （Scott Crump）于1988年提出，并于1989年申 请了美国专利。同年，斯科特和妻子丽莎•克伦普 （Lisa Crump）一同创立了Stratasys 公司。 1992年，Stratasys公司在成立3年后，推出了第一 台基于FDM技术的3D工业级打印机。由于FDM的 设备维护方便，成型材料广泛，自动化程度高，且 占地面积小，目前被广泛应用于产品开发、快速模 具制作、医疗器械的设计开发及人体器官的原型制 作，代表着快速成型制造技术的一个重要发展方向。
缺点：（1）精度低。（2）强度低。（3）打印时间长。（4）需要支撑 材料。
4. 简述FDM工艺成型过程。
• 前处理：建立三维模型、数据转换、分层切片。 • 熔融沉积成型： 使用丝状热塑性材料在喷头中加热至熔融态，按照
分层截面轮廓涂覆在工作台上冷却成型。 • 后处理：去除支撑、打磨、抛光、上色。
（1）送料。FDM的加料系统采用一对夹持轮将直径约为 1.75mm的丝材插入加热腔入口，控制信号使电机带动驱动 轮，送丝机构工作，依靠2个驱动轮旋转时产生的摩擦力将 丝材送往喷头内。
（2）加料段：在温度达到单丝的软化点之前，单丝与加 热腔之间有一段间隙不变的区域，称其为加料段。加料段中， 刚插入的料丝和已熔融的物料共存。尽管料丝已开始被加热， 但仍能保持固体时的物性；已熔融的物料则呈流体特性。此 处的熔料不断受到机筒的加热，能够及时将热量传递给料丝， 熔融物料的温度可视为不随时间变化；又因为熔体层厚度较 薄，因此，熔体内各点的温度近为相等。
FDM(熔融沉积制造)资料讲解
（2）FDM在美国快速原型制造公司的应用
从事模型制造的美国Rapid Models & Prototypes公司采用FDM工艺为生产厂 商Laramie Toys制作了玩具水枪模型，如图所示。借助FDM工艺制作该玩具水枪 模型，通过将多个零件一体制作，减少了传统制作方式制作模型的部件数量， 避免了焊接与螺纹连接等组装环节，显著提高了模型制作的效率。
（4）FDM在福特公司的应用
福特公司常年需要部件的衬板，当部件从一厂到另一厂的运输过程中，衬 板用于支撑、缓冲和防护。衬板的前表面根据部件的几何形状而改变。福特公 司一年间要采用一系列的衬板，一般地，每种衬板改型要花费成千万美元和12 周时间制作必需的模具。新衬板的注塑消失模被联合公司选作生产部件后，部 件的蜡靠模采用FDM制作，制作周期仅3天。其间，必须小心的检验蜡靠模的尺 寸，测出模具收缩趋向。紧接着从铸造石蜡模翻出A2钢模，该处理过程将花费 一周时间。模具接着车削外表面，划上修改线和水平线以便机械加工。
熔融沉积快速成型工艺
熔融沉积快速成型（Fused Deposition Modeling，简称FDM）是继光固 化快速成型和叠层实体快速成型工艺后的另一种应用比较广泛的快速成型工 艺。该工艺方法以美国Stratasys公司开发的FDM制造系统应用最为广泛。该 公司自1993年开发出第一台FDM1650机型后，先后推出了FDM2000、 FDM3000、FDM8000及1998年推出的引人注目的FDM Quantum机型，FDM Quantum机型的最大造型体积达到600mm×500mm×600mm。国内的清华大 学与北京殷华公司也较早地进行了FDM工艺商品化系统的研制工作，并推出 熔融挤压制造设备MEM 250等。
一、熔融沉积工艺的基本原理
熔融沉积成型工艺工艺参数主要包括分层厚度、光斑直径、加热温度等
熔融沉积成型工艺工艺参数主要包括分层厚度、光斑直径、加热温度等
熔融沉积成型工艺是一种制造铜、铝、镁、钛等金属材料的工艺。
它是一种利用熔融池进行喷涂的方式，将金属材料通过高速熔化，喷射到基体表面形成涂层的过程，熔融沉积成型工艺常用于表面涂层、修复、制造个性化工件等方面。
工艺参数主要包括分层厚度、光斑直径、加热温度等方面。
分层厚度是熔融沉积成型工艺中一个非常重要的参数，它决定了涂层的厚度和质量。
分层厚度大小一般在10-100微米之间，可以根据不同工件要求进行调整。
分层厚度不足时，涂层的热稳定性和机械性能较差；分层厚度过大时，涂层易于龟裂并且影响制品外观质量。
光斑直径是另一个非常关键的参数，它指的是喷射枪出口的焦点直径。
通常光斑直径大小控制在60-120微米之间，影响熔融沉积成型过程的喷射速度和能量。
光斑直径太小，喷射速度过慢，会降低涂层质量；光斑直径太大，则喷射能量过强，容易将基材烧坏。
加热温度是制品制造中最重要的参数之一，直接决定了涂层合金化程度，温度控制精度也对涂层合金化有重要影响。
通常加热温度在1500-2500℃之间，可以根据熔点、热导率、热膨胀系数和材料特性等要素进行调整。
加热温度太低，导致化学反应不充分，涂层中存在大量氧化、杂质等不良物质，影响涂层的力学性能；加热温度过高，则会烧毁涂层。
总之，熔融沉积成型工艺的工艺参数掌握非常重要。
分层厚度、光斑直径和加热温度等参数都需要根据制品特性和生产需要进行不同程度的调整，以制造出合适的产品，保证涂层质量达到最佳状态。
简述熔融沉积成型的成型原理(一)
简述熔融沉积成型的成型原理(一)熔融沉积成型技术简述1. 什么是熔融沉积成型？熔融沉积成型（Melt Deposition Modeling，MDM）是一种将熔融材料层层堆积构建三维实物的增材制造技术。
它基于计算机辅助设计（CAD）模型，通过将材料加热至熔融状态，并将其逐层堆积，以创建所需形状的物体。
2. 熔融沉积成型的原理熔融沉积成型技术的原理可以概括为以下几个步骤：•模型设计与切片：首先，使用计算机辅助设计软件（CAD）创建或获取所需的三维模型。
然后，将这个模型切片成一系列薄片，每个薄片的厚度由打印机的设定决定。
•材料加热与熔融：接下来的步骤是将材料加热至熔融状态。
这通常通过将材料输送到加热喷嘴或打印头中，并使用热源对其进行加热来实现。
•逐层堆积：一旦材料达到熔点并变成熔融状态，打印头会按照设计的路径，将熔化的材料逐层沉积在工作区域上。
每层结束后，材料会迅速冷却固化。
•层间附着：固化的每层通过层间粘结力与下一层成为一体，形成一个坚固的整体结构。
•重复堆积与冷却：以上步骤循环迭代，直到最后一层被堆积完成。
在最后一层完成后，整个打印件会继续冷却，以确保结构的稳定性和强度。
3. 熔融沉积成型的应用领域熔融沉积成型具有广泛的应用领域。
以下是一些常见的应用领域示例：•原型制作：熔融沉积成型技术被广泛应用于原型制作领域。
它能够快速制造出高度复杂的原型模型，为设计师和工程师提供了快速验证设计的能力。
•定制产品：熔融沉积成型技术还可以用于制造个性化的定制产品。
通过根据客户的要求进行定制设计和制造，可以满足个人化需求，例如个性化饰品、定制鞋类等。
•检验工具：熔融沉积成型技术可以用于制造各种类型的检验工具和模型，用于质量控制和检验过程中。
4. 常见的熔融沉积成型设备目前市场上有许多不同类型的熔融沉积成型设备。
以下是几种常见的设备类型：•熔融沉积成型机：这种设备通常包含一个加热喷嘴，用于将材料加热至熔点，并通过定位系统逐层堆积材料。
大幅面工业级熔融沉积式FDM
大幅面工业级熔融沉积式FDM随着科技的飞速发展，3D打印技术已经逐渐渗透到各个行业领域，为人们的生活和生产带来了诸多变革。
而在众多3D打印技术中，大幅面工业级熔融沉积式FDM（Fused Deposition Modeling）技术以其独特的优势和广泛的应用前景，正越来越受到人们的。
大幅面工业级熔融沉积式FDM技术是一种基于数字模型文件的3D打印技术。
其基本原理是，通过将丝状材料如ABS、PLA等加热至熔点，再由打印头按照预定的轨迹进行挤出并快速凝固，从而逐层堆积成三维实体。
大幅面工业级熔融沉积式FDM技术的优势主要表现在以下几个方面。
其成型速度快，可实现高效、快速的3D打印。
该技术的成型品质较高，能较好地保留细节和精度。
由于仅需使用丝状材料，因此大幅面工业级熔融沉积式FDM技术的材料浪费较少，具有较好的环保性。
大幅面工业级熔融沉积式FDM技术的应用领域非常广泛。
在工业生产领域，该技术可应用于产品原型制作、模具制造等领域，提高生产效率和质量。
在医疗领域，大幅面工业级熔融沉积式FDM技术可制作定制化的医疗器械、人工关节等，为患者提供更加个性化的治疗方案。
而在实际应用中，大幅面工业级熔融沉积式FDM技术也取得了显著的效果。
例如，某汽车制造企业利用该技术制作发动机原型，有效缩短了研发周期，并降低了模具制造的成本。
某医疗器械公司利用大幅面工业级熔融沉积式FDM技术成功地为患者定制了人工关节，不仅提高了手术效果，还缩短了患者的康复时间。
尽管大幅面工业级熔融沉积式FDM技术具有诸多优势和应用前景，但在实际使用过程中，为了确保安全性和打印质量，需要注意以下事项。
要保持打印机通风良好，以防止在打印过程中由于材料挥发而引起的安全隐患。
使用安全防护设备如手套、口罩等，以保护操作人员免受高温材料和挥发物质的伤害。
在进行打印前，应对数字模型文件进行仔细检查和优化，以确保打印过程的稳定性和打印品的质量。
大幅面工业级熔融沉积式FDM技术作为一种具有广泛应用的3D打印技术，其优势和潜力正逐渐得到人们的认可和重视。
熔融沉积制造-FDM
熔融沉积造型(FDM-Fused Deposition Modeling)一、概念FDM喷头受CAD分层数据控制使半流动状态的材料中挤压出来，凝固型成轮廓形状的薄层每层厚度范围在0.025～0.762mm，一层叠一层最后形成整个零件模型。
熔融沉积制造（FDM）丝状材料选择性溶覆、工艺原理：丝状材料和支撑材料由供丝机构送至各自对应的喷头，并在喷头中加热至熔融状态。
系统组成：硬件系统（机械运动、加工为主、电器控制和温度控制）、软件系统、供料系统。
机械系统：运动、喷头、成型室、材料室、控制室和电源室等。
温度控制器：检测与控制成型喷嘴、支撑喷嘴和成型室的温度。
软件系统：几何建模和信息处理两部分信息处理:由STL文件处理、工艺处理、数控、图形显示等模块组成，分别完成STL 文件错误数据检验和修复、层片文件生成、填充计算、数控代码生成和对成型机的控制。
特点：成型材料广泛,,成本低目前存在的问题：适合成型中、小塑料件；成型件的表面有较明显的条纹；沿成型轴垂直方向的强度比较弱，需设计、制作支撑结构，需对整个截面进行扫描涂覆，成型时间长。
熔融沉积工艺的特点：1）系统构造原理与操作简单，维护成本低，系统运行稳定。
2）可以使用无毒的原材料制造系统可以在办公环境中安全使用。
3）用蜡成形的零件原型，可以直接用于失蜡铸造。
4）可以成形任意复杂程度的零件，常用于成形具有很复杂的内腔，孔等零件。
5）原材料在成型过程中，无化学变化，制作的翘曲变形小。
6）原材料利用率高，且材料寿命长。
7）支撑去除简单，无需化学清洗，分离容易。
二、使用的材料主要材料：石蜡、塑料、尼龙丝等低熔点材料和低熔点金属、陶瓷等线材和丝材。
熔丝：ABS、人造橡胶、铸蜡和聚酯热塑性塑料。
材料要求：FDM要有良好的成丝性；相变过程中有良好的化学稳定性，且FDM材料要有较小的收缩性。
优点缺点费用损耗应用(1) 成形材料种类较多，成形样件强度好，能直接制作ABS塑料；(2) 尺寸精度较高，表面质量较好，易于装配；(3) 材料利用率高；(4) 操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。
3D打印技术之熔融沉积成型工艺(FDM)
2D图案定制个性化礼物、3D打印产品/手板和3D打印机—首选忆典定制3D打印技术之熔融沉积成型工艺（FDM）熔融沉积成型工艺（Fused Deposition Modeling，FDM）是继LOM工艺和SLA 工艺之后发展起来的一种3D打印技术。
该技术由Scott Crump于1988年发明，随后Scott Crump创立了Stratasys公司。
1992年，Stratasys公司推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者（3D Modeler）”，这也标志着FDM技术步入商用阶段。
国内的清华大学、北京大学、中科院广州电子技术有限公司都是较早引进FDM技术并进行研究的科研单位。
FDM工艺无需激光系统的支持，所用的成型材料也相对低廉，总体性价比高，这也是众多开源桌面3D打印机主要采用的技术方案。
熔融沉积有时候又被称为熔丝沉积，它将丝状的热熔性材料进行加热融化，通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来。
喷头可以沿X轴的方向进行移动，工作台则沿Y轴和Z轴方向移动（当然不同的设备其机械结构的设计也许不一样），熔融的丝材被挤出后随即会和前一层材料粘合在一起。
一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度，然后重复以上的步骤直到工件完全成型。
下面我们一起来看看FDM的详细技术原理：2D图案定制个性化礼物、3D打印产品/手板和3D打印机—首选忆典定制热熔性丝材（通常为ABS或PLA材料）先被缠绕在供料辊上，由步进电机驱动辊子旋转，丝材在主动辊与从动辊的摩擦力作用下向挤出机喷头送出。
在供料辊和喷头之间有一导向套，导向套采用低摩擦力材料制成以便丝材能够顺利准确地由供料辊送到喷头的内腔。
喷头的上方有电阻丝式加热器，在加热器的作用下丝材被加热到熔融状态，然后通过挤出机把材料挤压到工作台上，材料冷却后便形形成了工件的截面轮廓。
采用FDM工艺制作具有悬空结构的工件原型时需要有支撑结构的支持，为了节省材料成本和提高成型的效率，新型的FDM设备会采用了双喷头的设计，一个喷头负责挤出成型材料，另外一个喷头负责挤出支撑材料。
FDM(熔融沉积制造)
精品课件
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精品课件
精品课件
精车品灯课件-1
车灯-2
精品课件
精车品课灯件-3
精车品灯课件-4
缺点
成型件的表面有较明显的条纹 。
沿成型轴垂直方向的强度比较弱。
需要设计与制作支撑结构。
需要对整个截面进行扫描涂覆，成型时间较长。
原材料价格昂贵。
精品课件
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三、熔融沉积工艺成形过程影响因素分析 材料性能的影响 喷头温度和成形室温度的影响 挤出速度的影响 填充速度与挤出速度交互的影响 分层厚度的影响 成形时间的影响 扫描方式的影响
该模具在模具后部设计成中空区，以减少用钢量，中空区填入化学粘结 瓷。仅花5周时间和一半的原来成本，而且制作的模具至少可生产30000套衬板。
采用FDM工艺后，福特汽车公司大大缩短了运输部件衬板的制作周期， 并显著降低了制作成本。
精品课件
（5）FDM在韩国现代公司的应用
韩国现代汽车公司采用了美国Stratasys公司的FDM快速原型系统，用于 检验设计、空气动力评估和功能测试。FDM系统在启亚的Spectra车型设计上得到 了成功的应用，现代汽车公司自动技术部的首席工程师Tae Sun Byun说：空间的 精确和稳定对设计检验来说是至关重要的，采用ABS工程塑料的FDM Maxum系统满 足了两者的要求，在1382mm的长度上，其最大误差只有0.75mm。
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熔融沉积制造加工范围
熔融沉积制造（Additive Manufacturing, AM）是一种以一层一层的方式创建物体的制造技术。
它通过将原材料（能够熔化的材料，例如金属粉末或塑料颗粒）在三维空间中精确地熔化和凝固，从而逐渐构建出最终的产品。
熔融沉积制造技术的范围非常广泛，它可以应用于许多不同领域和行业。
熔融沉积制造技术在航空航天领域具有广泛应用。
通过这种制造方法，可以制造出复杂结构和轻量化的航空零部件，如发动机喷嘴、涡轮叶片和航空航天器组件。
熔融沉积制造技术的高精度和快速性使得在航空航天领域中可以更容易地制造出符合设计要求的复杂零件。
熔融沉积制造技术也在医疗领域中得到广泛应用。
通过该技术，可以制造出个性化的医疗器械和人工假体。
例如，可以根据患者的具体需求和解剖结构来制造手术导板、人工关节和牙科种植体。
这为医生提供了更好的治疗方案，并提高了患者的治疗效果和生活质量。
熔融沉积制造技术还被广泛应用于汽车制造行业。
通过该技术，可以制造出复杂的车身结构和高性能的发动机部件。
熔融沉积制造技术可以提供更高的生产效率和更灵活的设计选择，同时减少了材料浪费和能源消耗。
另外，熔融沉积制造技术还在工业设计和消费品制造领域中得到广泛应用。
通过该技术，可以制造出个性化的产品，如首饰、鞋子和眼镜等。
熔融沉积制造技术可以为消费者提供独特的产品选择，并减少了供应链中的环节和成本。
熔融沉积制造技术的应用范围非常广泛。
它在航空航天、医疗、汽车和消费品制造等领域中都有重要的应用价值。
随着科技的不断发展和创新，熔融沉积制造技术将继续扩大其应用范围，并为各行各业带来更多的机遇和挑战。