激光熔融沉积技术
熔融沉积快速成型
4 造型 产品的造型包括两个方面:支撑制作和实体制作。 5 后处理
快速成型的后处理主要是对成型进行表面处理。去 除实体的支撑部分，对部分实体表面进行处理，使成 型精度、表面粗糙度等达到要求。
四 FDM成型技术的特点
4.1FDM成型技术的优点
材料一般无毒，可在家里或者密闭环 境中操作。 可以成型任意复杂程度的零件，常用 于成型具有很复杂的内腔、孔等零件。 原村料在成型过程中无化学变化，制 件的翘曲变形小。 原材料利用率高，且材料寿命长。 支撑去除简单．无需化学清洗，分离 容易。
下图给出了采用FDM工艺制作的多种原型。
6.2 主要材料
主要为丝状热塑性材料，常用的有石蜡、 塑料、尼龙丝等低熔点材料和低熔点金属、 陶瓷等的线材或丝材。在熔丝线材方面， 主要材料是ABS、人造橡胶、铸蜡和聚酯 热塑性塑料。
目前用于FDM的材料主要是美国 Stratasys公司的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 聚合物细丝（ABS P400）、甲基丙酸烯丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物细丝 （ABSi P500，医用）、消失模铸造蜡丝 （ICW06 wax）、塑胶丝（Elastomer E20）。
熔融沉积快速成型
目录
快速成型的基本原理
1 2
概念及简介
3 FDM工艺原理及过 4 程FDM成型技术的特点
5 FDM成型系统的组成
6 FDM成型材料
7 FDM快速成型技术的支撑
8 FDM 快速成型技术的应用
一、快速成型技术的原理
快速成形技术不同于传统的 通过去除材料来获得零件的方法， 而是在计算机控制下，基于离散 /堆积原理采用不同方法堆积材 料最终完成零件的成形与制造的 技术总称。
三 工艺原理及过程
3.1 工艺原理
增材制造的原理、分类
增材制造的原理、分类
增材制造（Additive Manufacturing）是一种通过逐层堆积材料来制造物体的生产技术。
其原理是将设计好的三维模型切分成多个薄层，然后通过逐层叠加材料来构建物体。
增材制造可被分为以下几类：
1. 熔融沉积：这是最常见的增材制造方法，也被称为3D打印。
它使用熔化的材料通过喷嘴或激光束逐层堆积，形成所需形状。
常见的熔融沉积技术包括熔融沉积建模（FDM）和选择性激光熔化（SLM）。
2. 光固化：这种方法使用紫外线或其他光源照射可固化树脂，使其逐层凝固，形成所需形状。
常见的光固化技术包括立体光刻（SLA）和数字光处理（DLP）。
3. 粉末床烧结：这种方法使用粉末材料，通过热源或激光束逐层加热，使粉末粘结在一起形成实体。
常见的粉末床烧结技术包括选择性激光烧结（SLS）和电子束烧结（EBM）。
4. 材料喷射：这种方法使用粉末或液体材料通过喷嘴喷射到底层上，逐层堆积。
常见的材料喷射技术包括喷墨打印和多材料喷射。
5. 纸张打印：这种方法使用专用的纸张，通过墨水喷射或热敏打印来逐层堆积形成物体。
常见的纸张打印技术包括剥离式纸张打印（LPP）和连续纸张打印（CPP）。
这些分类只是增材制造的一部分，随着技术的不断发展，可
能还会出现新的分类方法。
四种常见快速成型技术
四种常见快速成型技术FDM丝状材料选择性熔覆（Fus ed Dep osi tion Mod eling）快速原型工艺是一种不依*激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法，简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理室，加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作X-Y平面运动。
热塑性丝状材料（如直径为1.78m m的塑料丝）由供丝机构送至喷头，并在喷头中加热和溶化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。
一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层"画出"截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料选用，如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。
这种工艺干净，易于操作，不产生垃圾，小型系统可用于办公环境，没有产生毒气和化学污染的危险。
但仍需对整个截面进行扫描涂覆，成型时间长。
适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。
由于甲基丙烯酸ABS（M AB S）材料具有较好的化学稳定性，可采用加码射线消毒，特别适用于医用。
但成型精度相对较低，不适合于制作结构过分复杂的零件。
FD M快速原型技术的优点是：1、操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、尺寸精度较高，表面质量较好，易于装配。
可快速构建瓶状或中空零件。
4、原材料以卷轴丝的形式提供，易于搬运和快速更换。
5、材料利用率高。
6、可选用多种材料，如可染色的A BS和医用A BS、PC、PP SF等。
FDM快速原型技术的缺点是：1、做小件或精细件时精度不如SLA，最高精度0.127mm。
2、速度较慢。
SL A敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereo litho gra phy）原理的一种工艺，简称SLA，也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。
在树脂液槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。
激光选取融化技术和激光粉末床熔化
激光选取融化技术和激光粉末床熔化激光选取融化技术和激光粉末床熔化是目前被广泛应用于金属制造领域的两项先进技术。
随着3D打印技术的不断发展，激光选取融化技术和激光粉末床熔化在金属制造领域中扮演的角色愈发重要。
本文将就这两种技术的原理、应用现状以及未来发展方向进行较深入的探讨。
首先，激光选取融化技术是一种通过激光束将金属粉末逐层烧结成零件的制造方法。
该技术通过激光束的高能量浓度和定向性，使得金属粉末在特定区域快速融化并凝固，最终形成所需的零件结构。
激光选取融化技术具有制造速度快、成型精度高、可以制造复杂结构等优点，因此在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域得到了广泛应用。
与之类似，激光粉末床熔化技术是一种通过在工件表面逐层喷撒金属粉末并利用激光束进行熔化的加工方法。
激光粉末床熔化技术在激光选取融化技术的基础上加入了床层金属粉末的使用，通过连续熔化并固化每一层金属粉末，最终实现零件的制造。
激光粉末床熔化技术具有工艺简单、适用性广泛、成本低廉等优点，适用于快速制造复杂零件和小批量生产。
然而，尽管激光选取融化技术和激光粉末床熔化技术在金属制造领域具有广阔的应用前景，但也存在一些挑战和问题需要克服。
首先是材料选择的问题。
由于激光的高能量密度和快速固化速度，金属材料需要具有良好的热导性和熔化性能才能适用于这两种技术。
其次是技术参数的优化问题。
激光选取融化技术和激光粉末床熔化技术的工艺参数对成形零件的质量和性能具有重要影响，因此需要不断优化和调整。
为了克服上述问题，研究人员们在近年来开展了大量的研究工作。
他们通过改进金属粉末的制备工艺、优化激光工艺参数、探索新型的合金材料等途径，不断提升激光选取融化技术和激光粉末床熔化技术的加工质量和效率。
同时，随着人工智能、大数据等技术的应用，激光金属制造技术也在不断向智能化、高效化的方向发展，为工业制造带来了新的机遇。
总的来说，激光选取融化技术和激光粉末床熔化技术作为当今金属制造领域的两项重要技术，在实践中已经取得了令人瞩目的成果。
3d打印技术的分类
3d打印技术的分类3D打印技术的分类3D打印技术是一种快速制造技术，它可以将数字模型转化为实体模型。
3D打印技术的应用范围非常广泛，包括医疗、航空航天、汽车、建筑等领域。
根据不同的应用领域和技术原理，3D打印技术可以分为以下几类。
1. 光固化3D打印技术光固化3D打印技术是一种利用紫外线或激光束固化光敏树脂的技术。
该技术的原理是将光敏树脂涂覆在建模平台上，然后使用紫外线或激光束照射光敏树脂，使其固化成为实体模型。
该技术的优点是制造速度快，精度高，可以制造复杂的几何形状。
该技术的应用范围包括医疗、珠宝、艺术品等领域。
2. 熔融沉积3D打印技术熔融沉积3D打印技术是一种利用熔融材料进行制造的技术。
该技术的原理是将熔融材料通过喷嘴喷射到建模平台上，然后通过控制喷嘴的移动轨迹，逐层堆积成为实体模型。
该技术的优点是制造速度快，可以制造大型模型，适用于制造汽车、航空航天等领域的零部件。
3. 粉末烧结3D打印技术粉末烧结3D打印技术是一种利用粉末材料进行制造的技术。
该技术的原理是将粉末材料均匀铺在建模平台上，然后使用激光束或电子束照射粉末材料，使其熔化并固化成为实体模型。
该技术的优点是可以制造金属、陶瓷等材料的模型，适用于制造航空航天、医疗等领域的零部件。
4. 粘合3D打印技术粘合3D打印技术是一种利用粘合剂将材料粘合在一起的技术。
该技术的原理是将粘合剂均匀涂覆在材料表面上，然后通过控制喷嘴的移动轨迹，逐层堆积成为实体模型。
该技术的优点是制造成本低，可以制造大型模型，适用于制造建筑、家具等领域的模型。
5. 生物打印技术生物打印技术是一种利用生物材料进行制造的技术。
该技术的原理是将生物材料通过喷嘴喷射到建模平台上，然后通过控制喷嘴的移动轨迹，逐层堆积成为生物组织。
该技术的优点是可以制造人体组织、器官等生物材料，适用于医疗领域。
3D打印技术的分类非常多样化，每种技术都有其独特的优点和应用领域。
随着技术的不断发展，3D打印技术将会在更多的领域得到应用，为人类带来更多的便利和创新。
fdm熔融沉积建模方法
fdm熔融沉积建模方法FDN(Fused Deposition Modeling)熔融沉积建模方法是一种3D打印技术，也被称为FDM(Fused Deposition Modeling)技术。
它是目前最常用的3D打印技术之一，具有简单、快速、成本低、可定制性强等优点。
本文将详细介绍FDN熔融沉积建模方法的原理、应用领域以及未来发展方向。
一、原理FDN熔融沉积建模方法是通过将熔融的材料通过喷嘴层层堆积，逐渐构建出所需的三维模型。
整个过程包括三个关键步骤：预处理、建模和后处理。
1. 预处理：首先，需要将三维模型进行切片处理，将其分割成一层层的二维截面。
然后，将每一层的截面数据转化为打印机可以识别的指令，包括移动路径、温度控制等。
2. 建模：接下来，将打印材料（通常是熔融的塑料丝）通过加热器加热，使其熔化成流动状态。
然后，通过喷嘴将熔融的材料挤出，沿着预定的路径逐层堆积，形成一个完整的三维模型。
3. 后处理：在打印完成后，需要进行一些后处理工作，如去除支撑结构、表面光滑处理等，以获得最终的产品。
二、应用领域由于FDN熔融沉积建模方法具有快速、灵活、低成本等优点，因此在许多领域得到广泛应用。
1. 制造业：FDN技术可以用于制造原型、定制零件和工具等。
它可以大大加快产品开发的速度，并且可以根据需要灵活调整设计。
2. 医疗领域：FDN技术可以用于制造医疗器械、假肢、牙齿矫正器等。
通过3D打印，可以根据患者的具体情况进行个性化设计和制造，提高治疗效果。
3. 教育领域：FDN技术可以用于教学和科研。
学生可以通过3D打印技术更好地理解抽象概念，并进行实践操作。
科研人员可以利用3D打印技术制造实验装置和模型，促进科研工作的进展。
4. 建筑领域：FDN技术可以用于制造建筑模型、装饰品等。
通过3D 打印，可以快速制造出精确的建筑模型，为设计和施工提供参考。
三、未来发展方向随着技术的不断发展，FDN熔融沉积建模方法也在不断演进和改进。
SLS LOM FDM简单介绍和比较
FDM设备
• 熔融沉积造型设备 （MEM-250-Ⅱ） • 1-加热喷头； • 2-X扫描机构； • 3-丝盘； • 4-送丝机构； • 5-Y扫描机构； • 6-框架； • 7-工作平台； • 8-成形室
三，FDM成型特点
优点： • 操作简单、使用方便、无毒无味，对工作 环境无要求，适合办公室环境运行。 • 可快速构建瓶状或中空零件。 • 原料以卷轴丝的形式提供，利于搬运和更 换。 • 原材料费用低，一般零件均低于20美元。 • 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。
• •
设备成本高昂。 制件内部疏松多孔、表面粗糙度较大、机械性能 不高。
• • •
制件质量很大程度上受粉末的影响，提升不易。 可制造零件的最大尺寸受到限制。 成型过程例
•
快速原型制造：SLS工艺可快速制造所没计零件的原形， 并对产品及时进行评价、修正以提高设计质量；可使客户
二，FDM工艺原理
首先将CAD模型进行分层处理，并生成控制喷 嘴移动轨迹的二维几何信息。 FDM加热室将热熔性材料（ABS、尼龙、蜡等材 料）加热到临界半流动状态，在计算机控制下， 喷嘴头沿着所确定的二维几何信息的运动轨迹 挤出半流动的材料，沉积固化成精确的零件薄 层。 通过垂直升降系统，可以实现层层堆积粘贴， 自下而上形成原型制件。
缺点
(1) 成形后要进一步固化处理； (2) 光敏树脂固化后较脆，易 断裂，可加工性不好； (3) 工作温度不能超过100℃， 成形件易吸湿膨胀，抗腐蚀能 力不强。 高昂 激光器有损耗，光敏树脂价格 昂贵，运行费用很高。 稳步发展 复杂、高精度、艺术用途的精 细件 快速成形服务中心
(1) 成形件强度和表 (1) 成形时间较长； 面质量较差，精度低。 (2) 做小件和精细件时 (2) 在后处理中难于 精度不如SLA。 保证制件尺寸精度， 后处理工艺复杂，样 件变型大，无法装配。 高昂 激光器有损耗，材料 利用率高，原材料便 宜，运行费用居中。 稳步发展 铸造件设计 铸造行业 低廉 无激光器损耗，材料的 利用率高，原材料便宜， 运行费用极低。 飞速发展 塑料件外形和机构设计 科研院校、生产企业
3D打印技术的种类
3D打印技术的种类3D打印技术是一种现代化的制造技术，由于它在材料、形状、尺寸和快速生产等方面的优势，越来越受到人们的关注。
3D打印技术有许多不同的类型，以适应各种不同的制造需求。
1.熔融沉积（FDM）熔融沉积（FDM）是最常见的3D打印技术之一。
它使用塑料材料，将其加热至熔点状态，并通过喷嘴注射到3D打印机的构建平台上，以形成物体。
FDM技术不仅快速并且容易使用，还可用于打印复杂的3D模型。
2.光固化（SLA）光固化（SLA）是一种精细的3D打印技术，其使用光敏树脂材料。
通过使用激光或紫外线在树脂上进行扫描，可以固化形状并在构建台上打印3D实物。
SLA技术在制造超细精度的单一零件方面非常有用。
3.选择性激光烧结（SLS）选择性激光烧结（SLS）是一种使用粉末材料的3D打印技术。
它将辊筒中的材料粉末加热到熔点状态。
然后，使用激光将粉末烧结在构建台上，以形成3D模型。
SLS技术非常适合打印复杂的模型和零件，特别是在现场制造需要重量和强度的部件时非常有用。
4.电子束熔化（EBM）电子束熔化（EBM）是一种使用多孔粉末材料的3D打印技术。
这种技术使用电子束加热粉末，使其融化在构建平台上。
EBM技术可用于制造金属零件以及其他需要高强度和坚固的产品。
多光束激光熔化（MBD）是一种非常快速的3D打印技术，可在短时间内生产大量复杂的对象。
它使用多个激光束来同时扫描构建平台，并将光敏树脂材料固化成3D实物。
MBD技术非常适合在快速生产和生产中使用。
6.投影微型立体成形（PμSL）投影微型立体成形（PμSL）是一种精细的3D打印技术，其使用高分辨率的光学系统，将光束投射到树脂上，以形成3D模型。
PμSL技术非常适用于打印复杂的小零件和细节。
这些3D打印技术是绝佳的选择，以适应不同的制造需求，从小型零件到大型建筑等等。
它们将在未来继续发展，并为制造业带来新的创新和进行性的进步。
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激光熔融沉积技术（Laser Powder Bed Fusion，LPBF）是一种先进的3D打印技术，也被称为激光熔化成型技术（Selective Laser Melting，SLM）或激光烧结技术（Selective Laser Sintering，SLS）。
该技术主要通过使用高能激光束将金属粉末或其他材料粉末逐层熔化、熔融和凝固，以构建复杂的三维结构。
激光束的焦点在粉末表面上移动，使粉末局部加热到熔点以上，然后迅速冷却，形成一个固态的层。
接着，构建台下降一个层高，再次进行激光熔融，重复这个过程直至构建完成。
激光熔融沉积技术具有以下优点：
1. 可以制造出复杂形状和内部结构的零件，包括孔洞、薄壁结构等。
2. 可以使用多种金属材料或合金进行打印，具有较高的材料选择性。
3. 可以实现高精度的制造，尺寸精度可达数十微米。
4. 制造速度快，可以快速制造出零件，适用于小批量生产和定制生产。
5. 可以减少材料浪费，因为只有需要的材料才会被熔化和固化。
然而，激光熔融沉积技术也存在一些挑战和限制：
1. 制造过程中需要精确控制激光束的能量和位置，以确保材料熔化和凝固的质量，这对设备和操作要求较高。
2. 由于激光束的热影响区域较小，打印速度较慢，大型零件的制造可
能需要较长时间。
3. 部分材料在熔化和凝固过程中可能出现应力和变形，需要进行后续的热处理和机械加工来消除这些问题。
4. 高能激光的使用可能会对操作人员和环境造成潜在的安全风险，需要采取相应的安全措施。
尽管存在一些挑战，激光熔融沉积技术在航空航天、汽车、医疗器械等领域已经得到广泛应用，并在制造业中展示出巨大的潜力。