技术成型及应用3.1 熔融沉积成型技术的工艺原理和工艺特点

在国内，清华大学也较早地进行了FDM工艺商品化系统的 研制工作，并推出熔融挤压制造设备MEM250。
熔融沉积成型技术的Βιβλιοθήκη Baidu艺原理
熔丝堆积成型工艺是将丝状的热熔性材料加热熔 化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。喷 头可沿着x轴方向移动，而工作台则沿y轴方向移 动。如果热熔性材料的温度始终稍高于固化温度， 而成型部分的温度稍低于固化温度，就能保证热 熔性材料挤喷出喷嘴后，随即与前一层面熔结在 一起。一个层面沉积完成后，工作台按预定的增 量下降一个层的厚度，再继续熔喷沉积，直至完 成整个实体造型。
熔融沉积成型技术的发展
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。
熔融沉积成型技术的优点
成本相对较低
制作和使用维护 费用较低；材料 利用率高、能耗 小、污染小、绿 色环保。
成型材料广泛
石蜡、PLA、ABS、 聚碳酸酯、尼龙、低 熔点金属、陶瓷等低 熔点材料、以及复合 材料均可作为原材料。
后处理简单
仅需剥离支撑 结构，模型的 翘曲变形相对 较小。
熔融沉积成型技术的不足
• 成形件表面有较明显的条纹或者台阶效应，影响成形件的表面质量； • 成形件存在各向异性的力学特点，沿竖直叠加方向的粘结强度相对较弱； • 成形工艺需要为倾斜、悬臂结构设计制作支撑结构，降低了材料利用率
和加工效率； • 打印模型的每一层均需按截面形状逐条填充，并且受惯性影响，喷头无
法快速移动，致使打印过程缓慢，打印时间较长。
课堂导入
观看视频并回答
通过观看《熔融沉积成型技术》 视频，熔融堆积技术讲解了哪些 要点？你从中了解到哪些知识？
猜一猜：
下面茶具样品是用什么材料制作的？是通过什么方法制作的？
学习导览图
模块3 熔融堆积成型
01
熔融堆积 成型技术 的工艺原 理
02
熔融堆积 成型技术 的工艺特 点
03
熔融堆积 成型技术 的工艺流 程
04
熔融堆积成 型技术的成 型材料种类 及特征
05
熔融堆积 成型技术 的应用
06
熔融堆积 成型技术 的发展方 向
本节 知识点
1 熔融堆积成型技术的发展
2 熔融堆积成型技术的工艺原理
3 熔融堆积成型技术的优点
4 熔融堆积成型技术的不足
在描绘熔融沉积式打印技术工作原理之前， 我们可以先设想这样一个场景：蛋糕店里面挤蛋 糕花，把奶油装进一个锥形（像一把老式雨伞） 的塑料里，顶部开一个小孔，然后你把这个塑料 锥形头朝下，向盘子上面挤，边挤变移动，就像 写毛笔字一样，当你完成第一层的堆积后，向上 抬一点，重复第一层的工作，以此类推，重复以 上过程，直至最终堆出你想要的形状，其实这就 是FDM的基本思想。
& 课堂讨论
提问：通过本课时的学习，对FDM技术的工艺原理和工艺 特点你有哪些认识？平时在运用FDM技术打印模型时，我 们有哪些地方要特别注意？