鄭州3D打印對FDM工藝 3D打印沙盤解析

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終的成品。鄭州3D打印

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，打印噴頭根據水平分層數據作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工藝的關鍵是保持從噴嘴中噴出的、熔融狀態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字模型

一般由設計人員根據產品的要求，通過計算機輔助設計軟件繪制出需要的三維數字模型。在設計時常用到的設計軟件主要有Pro/Engineering、Solidworks、MDT、AutoCAD、UG等。鄭州3D打印

（2）獲得模型STL格式的數據

一般設計好的模型表面上會存在許多不規則的曲面，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。目前通用的方法是轉換為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，后循環累加而成。所以，必須先要將STL格式的三維模型進行切片，轉化為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FDM打印原理，可以想象在一些大跨度結構時系統必須對產品添加支撐部件。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懸浮（或懸空）的情況，從而導致截面發生部分塌陷或變形，嚴重影響打印模型的成型精度。所以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。鄭州3D打印

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基準面，進而保證打印模型的精度和品質。

（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，以使終模型的精度、表面粗糙度等達到要求。

但鄭州3D打印根據實際制作經驗來看，FDM技術生產的模型在復雜和細微結構上的支撐很難在不影響模型的情況下完全去除，很容易出現損壞原型表面的情況，對模型表面的品質會有不小的影響。