熔融沉積又叫熔絲沉積，主要采用絲狀熱熔性材料作為原材料，通過加熱融化，將液化后的原材料通過一個微細噴嘴的噴頭擠噴出來。原材料被噴出后沉積在制作面板或者前一層已固化的材料上，溫度低于熔點后開始固化，通過材料逐層堆積形成最終的成品。
由于工藝的需要，在3D打印機工作前，一般都需要先設定各層的間距、路徑的寬度等基本信息，然后由切片引擎對三維模型進行切片并生成打印路徑。接著在上位軟件和打印機的控制下，打印噴頭根據(jù)水平分層數(shù)據(jù)作X軸和Y軸的平面運動，Z軸方向的垂直移動則由工作臺來完成。
同時，絲材由送絲部件送至噴頭，經(jīng)過加熱、熔化，一般將加熱溫度設為原材料熔點之上幾度，這樣當材料從噴頭擠出黏結(jié)到工作臺面上時，便會快速冷卻并凝固。這樣打印出的材料迅速與前一個層面熔結(jié)在一起，當每一層截面完成后，工作臺便下降一個層厚的高度，打印機接著再繼續(xù)進行下一層的打印，一直重復這樣的步驟，直至完成整個設計模型。
FDM工藝的關(guān)鍵是保持從噴嘴中噴出的、熔融狀態(tài)下的原材料溫度剛好在凝固點之上，通常控制在比凝固點高1℃左右。如果溫度太高，會導致打印模型的精度太低，模型變形等問題；但如果溫度太低或不穩(wěn)定，則容易導致噴頭被堵住，打印失敗。
FDM工藝3D打印過程
（1）制作待打印物品的三維數(shù)字模型
一般由設計人員根據(jù)產(chǎn)品的要求，通過計算機輔助設計軟件繪制出需要的三維數(shù)字模型。在設計時常用到的設計軟件主要有Pro/Engineering、Solidworks、MDT、AutoCAD、UG等。
（2）獲得模型STL格式的數(shù)據(jù)
一般設計好的模型表面上會存在許多不規(guī)則的曲面，在進行打印之前必須對模型上這些曲面進行近似擬合處理。目前最通用的方法是轉(zhuǎn)換為STL格式進行保存，STL格式是美國3D System公司針對3D打印設備設計的一種文件格式。通過使用一系列相連的小三角平面來擬合曲面，從而得到可以快速打印的三維近似模型文件。大部分常見的CAD設計軟件都具備導出STL格式文件的功能，如Pro/Engineering、Solidworks、MDT、AutoCAD、UG等。
（3）使用切片軟件進行切片分層處理，并自動添加支撐
由于3D打印都是對模型分解，然后逐層按照層截面進行制造，最后循環(huán)累加而成。所以，必須先要將STL格式的三維模型進行切片，轉(zhuǎn)化為3D打印設備可處理的層片模型。目前市場上常見的各種3D打印設備都自帶有切片處理軟件，在完成基本的參數(shù)設置后，軟件能夠自動計算出模型的截面信息。
（4）進行打印制作
根據(jù)FDM打印原理，可以想象在一些大跨度結(jié)構(gòu)時系統(tǒng)必須對產(chǎn)品添加支撐部件。否則，當上層截面相比下層截面急劇放大時，后打印的上層截面會有部分出現(xiàn)懸浮（或懸空）的情況，從而導致截面發(fā)生部分塌陷或變形，嚴重影響打印模型的成型精度。所以最終打印完成的模型一般包括支撐部分與實體部分兩個方面，而切片軟件會根據(jù)待打印模型的外形不同，自動計算決定是否需要為其添加支撐。
同時，支撐還有一個重要的目的是建立基礎層。即在正式打印之前，先在工作平臺上打印一個基礎層，然后再在該基礎層上進行模型打印，這樣既可以使打印模型底層更加平整，還可以使制作完成后的模型更容易剝離。所以，進行FDM打印的關(guān)鍵一步是制作支撐，一個良好的基礎層可以為整個打印過程提供一個精確的基準面，進而保證打印模型的精度和品質(zhì)。
（5）支撐剝離、表面打磨等后處理
對FDM制作的模型而言，其后處理工作主要是對模型的支撐進行剝離、外表面進行打磨等處理。首先需要去除實體模型的支撐部分，然后對實體模型的外表面進行打磨處理，以使最終模型的精度、表面粗糙度等達到要求。
但根據(jù)實際制作經(jīng)驗來看，F(xiàn)DM技術(shù)生產(chǎn)的模型在復雜和細微結(jié)構(gòu)上的支撐很難在不影響模型的情況下完全去除，很容易出現(xiàn)損壞原型表面的情況，對模型表面的品質(zhì)會有不小的影響。
以上就是3D打印加工廠介紹熔融擠壓式FDM工藝原理和流程的介紹，希望對大家有所幫助 。
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郭生
