本篇文章給大家談?wù)剸|陽(yáng)3d打印塑膠模具，以及3d打印模具材料對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。

FDM--3D打印技術(shù)介紹及案例分享

FDM 技術(shù)介紹及案例分享

FDM 是“Fused

Deposition Modeling”的簡(jiǎn)寫(xiě)形式，即為熔融沉積成型，這項(xiàng) 3D打印技術(shù) 由美國(guó)學(xué)者Scott Crump于1988年研制成功。FDM通俗來(lái)講就是利用高溫將材料融化成液態(tài)，通過(guò)打印頭擠出后固化，最后在立體空間上排列形成立體實(shí)物。

1 、FDM技術(shù)原理：

FDM機(jī)械系統(tǒng)主要包括噴頭、送絲機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、加熱工作室、工作臺(tái)5個(gè)部分。熔融沉積工藝使用的材料分為兩部分：一類(lèi)是成型材料，另一類(lèi)是支撐材料。

將低熔點(diǎn)絲狀材料通過(guò)加熱器的擠壓頭熔化成液體，使熔化的熱塑材料絲通過(guò)噴頭擠出，擠壓頭沿零件的每一截面的輪廓準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)，擠出半流動(dòng)的熱塑材料沉積固化成精確的實(shí)際部件薄層，覆蓋于已建造的零件之上，并在1/10s內(nèi)迅速凝固，每完成一層成型，工作臺(tái)便下降一層高度，噴頭再進(jìn)行下一層截面的掃描噴絲，如此反復(fù)逐層沉積，直到最后一層，這樣逐層由底到頂?shù)囟逊e成一個(gè)實(shí)體模型或零件。

FDM成形中，每一個(gè)層片都是在上一層上堆積而成，上一層對(duì)當(dāng)前層起到定位和支撐的作用。隨著高度的增加，層片輪廓的面積和形狀都會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)形狀發(fā)生較大的變化時(shí)，上層輪廓就不能給當(dāng)前層提供充分的定位和支撐作用，這就需要設(shè)計(jì)一些輔助結(jié)構(gòu)－“支撐”，以保證成形過(guò)程的順利實(shí)現(xiàn)。支撐可以用同一種材料建造，現(xiàn)在一般都采用雙噴頭獨(dú)立加熱，一個(gè)用來(lái)噴模型材料制造零件，另一個(gè)用來(lái)噴支撐材料做支撐,兩種材料的特性不同，制作完畢后去除支撐相當(dāng)容易。送絲機(jī)構(gòu)為噴頭輸送原料，送絲要求平穩(wěn)可靠。送絲機(jī)構(gòu)和噴頭采用推-拉相結(jié)合的方式，以保證送絲穩(wěn)定可靠，避免斷絲或積瘤。

2 、FDM技術(shù)應(yīng)用案例

?快速應(yīng)對(duì)緊急需求

華美為制造流程引入了更多先進(jìn)的 3D 打印技術(shù)，這樣公司便可以為航天業(yè)客戶(hù)及時(shí)生產(chǎn)所需零件。華美總經(jīng)理 Collin Wilkerson 表示：“3D快速成型技術(shù)節(jié)省了工作時(shí)間，讓我們可以迅速解決客戶(hù)的問(wèn)題。我們可以就客戶(hù)的緊急需求快速采取應(yīng)對(duì)措施?！?/p>

利用 3D打印技術(shù)，華美塑膠模具公司成功以 ULTEM 9085 材料打印出先進(jìn)的功能原型；ULTEM 9085 是一種具備牢固、輕巧、阻燃和高耐熱度（高達(dá) 320F/160C）等優(yōu)點(diǎn)的 Fused

Deposition Modeling (FDM?)熱塑塑料；材料在火焰蔓延速度、煙霧和毒性釋放量方面更完全符合政府監(jiān)管要求。

此外，3D制造系統(tǒng)也讓華美有機(jī)會(huì)測(cè)試新產(chǎn)品。“在設(shè)計(jì)問(wèn)題被帶入制造流程之前，我們就可以預(yù)先進(jìn)行驗(yàn)證。這讓我們可以更緊密配合客戶(hù)的工作流程，同時(shí)為公司服務(wù)增值?！边@個(gè)嶄新的3D制造系統(tǒng)更幫助公司平均分配大型項(xiàng)目的工作量，減低緊急增聘人手需求。Wilkerson指出：“在傳統(tǒng)生產(chǎn)模式中，你必須屈服于突然出現(xiàn)的資源需求；引入Stratasys 3D打印技術(shù)后，這種需求便得以緩和。我們的客戶(hù)可以重組資源，精簡(jiǎn)制造流程”。

Fortus ：安枕無(wú)憂(yōu)的保證

3D制造系統(tǒng)的出現(xiàn)，讓華美塑膠模具公司原先對(duì)3D 打印技術(shù)抱有的憂(yōu)慮都一掃而空。首先，公司希望確保能夠與客戶(hù)維持長(zhǎng)期合作關(guān)系。Wilkerson 指出：“作為重復(fù)性生產(chǎn)行業(yè)的一員，我們希望確保3D 打印技術(shù)能夠適應(yīng)可持續(xù)業(yè)務(wù)發(fā)展模式。我們需要一種可以整合到客戶(hù)服務(wù)范圍的制造流程?！?/p>

華美塑膠模具公司的客戶(hù)百分之百都是回頭客；客戶(hù)都會(huì)選擇使用 Fortus 3D 制造系統(tǒng)制造零件。事實(shí)證明，3D 打印機(jī)的引進(jìn)深受客戶(hù)歡迎。Wilkerson表示：“客戶(hù)都知道3D打印技術(shù)能為他們節(jié)省金錢(qián)?！?/p>

Fortus

3D 制造系統(tǒng)的優(yōu)越性能更幫助華美塑膠模具公司消除其他疑慮— FDM技術(shù)會(huì)否減少其注塑成型的收入。Fortus 3D 制造系統(tǒng)更為公司帶來(lái)了新的收入來(lái)源。“FDM 并沒(méi)有減少模具和注塑成型業(yè)務(wù)收入?！盬ilkerson 指出?！笆聦?shí)上，F(xiàn)DM 讓客戶(hù)能夠騰出更多資金，并于日后將其投資到模具上。這讓我們能夠在眾多供應(yīng)商中脫穎而出。Stratasys 3D 打印技術(shù)讓我們的制造流程日趨完備。有了這項(xiàng)技術(shù)，我們可以為客戶(hù)提供更多增值服務(wù)?！?/p>

3D打印制成的產(chǎn)品與塑料模具制成的產(chǎn)品有什么區(qū)別？

兩者最大的區(qū)別不是在性能、耐用性和質(zhì)量。而是3D打印不需要注塑模具，可以單件制作，

但是制造這種單件所需要的時(shí)間比注塑產(chǎn)品大得不是一星半點(diǎn)了，注塑小型產(chǎn)品幾秒鐘就可以了。3D打印所需要的費(fèi)用也是注塑產(chǎn)品的幾十倍，但是3D打印不需要模具，這在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研制中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

3D打印制造模具的五大優(yōu)點(diǎn)詳解

模具制造商必須采用3D打印的3大理由：

1. 一些模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)法鑄造或加工，只能選擇用3D打印技術(shù)

2. 降低生產(chǎn)制造成本

3. 通過(guò)隨形冷卻和熱管理縮短周期時(shí)間，縮短交貨時(shí)間

具體優(yōu)點(diǎn)詳解：

一、一些模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)法鑄造或加工，只能選擇用3D打印技術(shù)，碰到一些幾何形狀很復(fù)雜，傳統(tǒng)工藝無(wú)法加工，3D打印卻可以輕松進(jìn)行。更好的是，只要符合打印機(jī)的構(gòu)建范圍，復(fù)雜性就不會(huì)產(chǎn)生額外的成本。一個(gè)很好的例子是能夠在塑料注塑模具嵌件中打印非常復(fù)雜的冷卻（或加熱）管線(xiàn)。雖然傳統(tǒng)CNC工藝能產(chǎn)生直線(xiàn)和直角，但是螺旋冷卻/加熱通道，這些通道環(huán)繞是CNC難以實(shí)現(xiàn)的幾何形狀。此外，3D打印技術(shù)還可以為無(wú)法冷卻或通常需要起泡器或級(jí)聯(lián)配件的深、高指幾何形狀冷卻線(xiàn)進(jìn)行打印加工。這使得模具制造商能夠更好地控制模具溫度、減少?gòu)U品、縮短周期時(shí)間、提高尺寸穩(wěn)定性和表面光潔度，并促進(jìn)脫模。這種優(yōu)化的冷卻線(xiàn)，通常稱(chēng)為隨形冷卻，已被證明可以將生產(chǎn)中的循環(huán)時(shí)間減少 25% 至 75%。在類(lèi)似塑料成型這樣的超級(jí)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中，這種生產(chǎn)力提升是具有相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

二、有效降低模具生產(chǎn)制造成本，一些采用模具3D打印技術(shù)制造的模具組件可以節(jié)省成本。由于無(wú)需編程技能或大量操作員時(shí)間即可打印組件，因此避免了多次加工和步驟的成本。與傳統(tǒng)模具制造成本相比，已證明成本節(jié)省超過(guò) 65%。

三、有效縮短交貨周期時(shí)間，采用模具3D打印技術(shù)加工的模具組件非常具有速度優(yōu)勢(shì)。雖然在設(shè)計(jì)階段時(shí)間大致相同，但成品部件的打印可以在幾天內(nèi)完成，快的甚至當(dāng)天能出成品，而采用傳統(tǒng)工藝加工則需要幾周甚至幾個(gè)月的時(shí)間。這樣就大大降低了交貨時(shí)間。

直到現(xiàn)在，模具3D打印還被用于一小部分模具中。但隨著模具3D打印技術(shù)的發(fā)展，模具制造將會(huì)更加廣泛地采用，以減少原型和生產(chǎn)模具的周期時(shí)間、交貨時(shí)間和成本。3D打印技術(shù)正在成為模具制造商必不可少的一種選擇，就像CNC加工和EDM刻錄一樣。

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