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3d打印中的FDM是什么？

3d打印中的FDM（Fused Deposition Modeling）是工艺熔融沉积制造（FDM）工艺由美国学者Scott Crump于1988年研制成功。FDM的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、尼龙等。以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速凝固，并与周围的材料凝结。3d打印中的FDM的优点：1、由于热融挤压头系统构造原理和操作简单，维护成本低，系统运行安全；2、成型速度慢，用熔融沉积方法生产出来的产品，不需要SLA中的刮板再加工这一道工序；3、用蜡成型的零件原型，可以直接用于熔模铸造；4、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；5、原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形小；6、原材料利用率高，且材料寿命长。扩展资料：3d打印中的FDM的缺点：1、成型件的表面有较明显的条纹，较粗糙，不适合高精度精细小零件的应用；2、沿成型轴垂直方向的强度比较弱；3、需要设计与制作支撑结构；4、需要对整个截面进行扫描涂覆，成型时间较长；5、支撑去除相对麻烦其他工艺：除了FDM工艺外，还有以下工艺的三维打印机：光固化成型（SLA）、分层实体制造（LOM）、选域激光粉末烧结（SLS）、形状沉积成型（SDM）、基于喷射的成型技术（Jetting Technoloy），多相喷射沉积（MJD）。参考资料：百度百科-FDM三维打印机

主流3D打印技术简介 什么是FDM，SLA

FDM(Fused Deposition Modeling，熔融沉积)。
FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后，机器工作台下降一个高度（即分层厚度）再成型下 一层，直至形成整个实体造型。
SLA(Stereo Lithography Apparatus，光敏树脂选择性固化)。
在液槽中充满液态光敏树脂，其在激光器所发射的紫外激光束照射下，会快速固化（SLA与SLS所用的激光不同，SLA用的是紫外激光，而SLS用的是红外激光）。在成型开始时，可升降工作台处于液面以下，刚好一个截面层厚的高度。通过透镜聚焦后的激光束，按照机器指令将截面轮廓沿液面进行扫描。扫描区域的树脂快速固化，从而完成一层截面的加工过程，得到一层塑料薄片。然后，工作台下降一层截面层厚的高度，再固化另一层截面。这样层层叠加构成建构三维实体。
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简述fdm工艺的特点

1 FDM技术的原理及特点利用三维建模软件生成实体模型，生成立体印刷的STL文件，然后将实体模型导入切片软件（如Cura或者其他开源软件）进行分层切片获取每层的截面轮廓，生成3D打印机可以识别的G代码，而后设备控制器据此信息控制驱动喷头加热、步进电机自动挤料系统等固件，由喷嘴挤出一层接一层的热熔材料，形成一系列具有一个微小厚度的片状实体，再采用粘接、熔接、聚合等手段将连续的薄型层面逐层堆叠成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或者模具。FDM技术原理如图1所示。FDM技术和其它3D打印技术一样，都是基于层层堆积成型原理，但它还具备以下几个特点：1）系统构造和原理简单，其主要采用的是热熔型喷头挤出成型，运行维护费用低，设备成本远低于激光和等离子等高能束加热装置成型的方法；2）使用材料无毒环保，适宜在办公室环境安装使用；3）可以成型任意复杂程度的零件，产品设计与生产并行，根据零件的具体形状和要求，适时改变成型工艺参数，从而控制成型质量；4）成型过程无化学变化，制件的翘曲变形小；5）原材料的利用率高，且材料的寿命较长；6）可直接制作彩色的模型。2 FDM技术成型质量分析与传统的加工技术追求的目标相同，加工件的精度与成型质量一直也是FDM技术的关键所在。FDM的过程包含模型的前处理，成型加工以及成型件的后处理。在整个的成型过程中，针对各个因素产生的误差对成型质量的影响，参照传统的加工技术对成型质量的评价，对FDM技术成型质量分析将从FDM技术的成型件的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度三个方面进行。2.1 尺寸精度尺寸精度是表征成型质量好坏最为直接也是最重要的性能指标。尺寸精度越低，则成型质量就越差。成型件的精度直接影响其是否能够使用，超出成型件的误差，可直接视为废品或者次品，将不能够进行应用。因此，对尺寸精度的分析是分析FDM成型质量的关键一步。影响FDM成型件尺寸精度的最主要因素是成型材料的收缩产生的误差、后处理误差以及成型过程中的工艺参数设置造成的误差。2.1.1 成型材料的收缩产生的误差由FDM技术的成型原理可知，其成型材料需加热成熔融态，再由喷头挤出在工作台，然后冷却固化成型，在这一过程中，其实成型材料经历了由固态到熔融态再回到固态的物理变化过程，而期间所发生的主要是热收缩。热收缩（Thermal shrinkage）主要是指热塑性材料（ABS、石蜡等）因其固有的热膨胀率而产生的体积变化，它是收缩产生的最主要原因。由热收缩引起的收缩量为：ΔL=δ*L*ΔT其中，δ为材料的线膨胀系数，/℃；L为零件X/Y向尺寸，mm；ΔT为温差，℃。上式的δ为材料在理想环境中的线膨胀系数，然而成型材料的实际收缩还会受到其成型件的形状、成型尺寸以及成型过程中的工艺参数设置等因素单独或交互制约，因此，必须通过实验得出一个相对可靠的δ1，才能准确的估算出成型件的收缩量，从而在FDM成型前期的三维建模过程对材料收缩的尺寸进行补偿，以期得到尺寸精度较高的成型件。2.1.2 后处理误差成型件在打印完成以后还需要进行相应的后处理，一般有物理法和化学法。物理的方法一般包含：对支撑结构的机械剥离，对表面进行修补、打磨、抛光和表面处理；化学法是用一些有机溶剂和成型材料进行有机反应，生成表面光洁度较高的另一种物质，从而改善FDM直接成型件的表面粗糙度差的问题。现在比较成熟的FDM成型材料主要是ABS和PLA。对于ABS工程材料，一般是用丙酮溶液或者丙酮蒸汽熏蒸，通过控制反应的时间来改善其表面质量。而PLA则采用的是氯仿溶液浸泡的方法，在处理过程中需严格控制浸泡的时间才能达到最佳的处理效果。无论是采用物理法还是化学法，都不可避免的带来一些新的误差，这些误差严重的影响了成型件的尺寸精度，这也是不可忽略的。2.1.3 工艺参数设置造成的误差影响FDM成型精度的因素很多，有层厚、喷嘴直径、打印温度、平台温度、打印速度、填充速度、填充率等工艺参数，在这之前许多学者已经对上述工艺参数的含义进行了详细的阐述，这里不再赘述。其中打印温度、打印速度及层厚是决定成型精度的最重要的3个因素，三者之间的合理搭配是获得高精度成型件的关键。打印温度是指喷头的加热温度，是决定喷头能否顺利挤出的关键参数。基于不同的FDM成型材料的性能，喷头的温度必须保持在成型材料的融化温度稍高的温度，使成型材料达到粘接性和流动性的最优化，并配合挤出速度均匀挤出在加热平台上，否则会导致堵头或者出丝不均的现象，从而使尺寸精度大大下降。打印速度是直接影响打印精度和效率的因素。打印速度越快，则喷头运动越快，打印的精度就越低；反之打印精度就越高。这仅是单一的线性关系，必须和喷头的挤出速度相匹配，使其在一个合理的范围之内，避免挤出速度过快而运动过慢成型材料挤出相对过多，导致喷头堵塞，或者运动速度过快而挤出速度过慢造成成型件翘曲变形甚至开裂，严重的导致成型材料不足无法完成打印过程。层厚是模型在进行切片处理时每一层的厚度，一般是0.1mm，0.2mm，0.3mm。层厚越小，则尺寸精度就越高，成型件的质量就越好，但总的打印层数会成倍增加，反过来又导致成型效率下降，因此，一般选择0.2mm的层厚，是成型效率和成型质量综合效果最优化值。2.2 形状精度形状精度是限制加工表面的宏观几何形状误差的量度，如圆度、圆柱度、平面度、直线度。在FDM技术中，引起成型件形状误差的主要因素就是成型设备的误差。成型设备主要指的是设备的机械模块，其为成型过程的基础元件，其硬件设备的精度直接影响到成型精度。成型过程中主要包含喷头沿XOY面的扫面运动及工作平台的Z向运动。XY面的平面度及其与导轨的垂直度会影响成型件的形状精度。步进电机与皮带的配合度及皮带的松紧度都会影响成型件的形状。皮带过松可能造成喷头运动的周期性失步，从而大大降低成型件的形状精度。2.3 表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。影响FDM成型件的表面粗糙度的主要误差是模型在切片处理误差和模型导出为STL文件格式的误差。2.3.1 切片处理误差FDM技术原理是利用分层叠加的成型方法，是一个离散/堆积的过程。它是通过沉积一层一层的切片来形成三维零件，只有保证了每一切片层的信息准确性，才能得到成型质量高的三维零件。而一个零件的模型数据在每一层的轮廓形状不尽相同，大多数的模型都为曲面或者过度表面，这就需要通过分层去逼近模型的实际表面，这就好比是一个数学上的积分的过程，用无限个小的矩形块逼近曲面的面积，但最终会形成“台阶效应”（如图2），这是3D 打印成型过程的一种原理性误差。在对STL文件进行切片时，会破坏零件表面的连续性，丢失了层与层之间的数据，同时引入阶梯误差，大大增大零件的表面粗糙度。对于曲面曲率变化大的模型表面，“台阶效应”存在更加明显，这样就会直接导致是曲面精度质量降低，模型表面的精度误差也增大。2.3.2 模型导出为STL文件时的误差在完成三维建模之后，需要将所建立的三维模型导出成3D打印通用的STL文件格式。而在文件格式转换的过程中，不同数据格式的选择决定数据处理的流程和方法的不同。STL 格式，是由无数个小三角形面片的定义组成，每个小三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。采用小三角形来近似逼近三维 CAD模型的外表面，小三角形数量的多少直接影响着近似逼近的精度。三角网格越小，其精度越高，数据丢失率就越低，成型效果就比较好。但只要是数据转换就可能造成数据的丢失，使得模型在未成型之前其表面粗糙度就受到影响，且丢失越多给后续的修复工作无形中增添了工作难度。3 提高FDM技术成型质量的方法鉴于FDM过程中各阶段的误差对制件成型质量的影响，提高制件成型质量是FDM技术必然需求。在模型处理前期，采用对CAD实体模型直接进行切片的方法消除因 STL文件格式所导致的截面轮廓线误差以得到精确完整的实体截面轮廓线。优化切片过程，改进切片算法，消除因切片可能导致轮廓冗余、轮廓线不清等问题。在构造模型时尽可能地规避斜面的设计，设置合适的层厚以减少台阶效应。注意制件在切片时的摆放位置和方向，优化结构，减少或者避免过多的支撑，提高成型质量同时也减小了成型的时间。在成型过程中，优化工艺参数。针对制件的大小、形状等不同，得出不同的工艺参数以更好地提高成型件的精度和质量。选择合理的后处理工艺，防止刮伤甚至是破坏工件，以保证处理后制件的精度。

问问大家FDM的优缺点是什么？

湖南华曙高科快速手板指出FDM快速模型技术的优点 1.操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。（没有毒气或化学物质的危险，不使用激光）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。（运行费用低）5.原材料费用低，一般零件均低于20美元。 (价格便宜)6.材料利用率高。7.可选用多种材料，如可染色的ABS和医用ABS、PC、PPSF、浇铸用蜡和人造橡胶。其缺点是：1.精度较低，难以构建结构复杂的零件。做小件或精细件时精度不如SLA，最高精度0.127mm。2.与截面垂直的方向强度小。3.成形速度相对较慢，不适合构建大型零件。