熔融沉积成型原理和特点.pptx

《快速成型技术与应用》熔融沉积成型技术（一）院级精品在线课程课前问题：1.你知道3D打印的主要成型工艺有哪些？分别有什么不同？视频2/SLA/光固化工艺%20(SLA)产品%20演示.flv激光固化成型视频2/SLA/光固化工艺%20(SLA)产品%20演示.flv（视频2/SLA/光固化工艺%20(SLA)产品%20演示.flvSLA视频2/SLA/光固化工艺%20(SLA)产品%20演示.flv）视频2/FDM/3D打印-FDM%20热熔逐层沉积成型_标清.flv熔融沉积技术视频2/FDM/3D打印-FDM%20热熔逐层沉积成型_标清.flv(视频2/FDM/3D打印-FDM%20热熔逐层沉积成型_标清.flvFDM)LOM/叠层法_标清.flv层合实体制造LOM/【GE】三维叠层快速成型制造和中央维护计算机系统的未来_标清.flv(LOM/【GE】三维叠层快速成型制造和中央维护计算机系统的未来_标清.flvLOM)BasicRPTechnologies三维喷涂粘结(3DP)视频2/SLS/concept%20laser激光粉末烧结制作假牙全过程_标清.flv粉末激光烧结视频2/SLS/concept%20laser激光粉末烧结制作假牙全过程_标清.flv(视频2/SLS/concept%20laser激光粉末烧结制作假牙全过程_标清.flvSLS)按制造工艺原理分以下几种快速成型工艺（二）——熔融沉积成型（FDM）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？1熔融沉积成型技术的发展和工艺原理2本节知识点熔融沉积成型技术的优点和不足3熔融沉积成型技术的工艺流程熔融沉积成型（FusedDepositionModeling，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（ScottCrump）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（LisaCrump）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。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发展一、熔融沉积成型技术成型原理1、FDM\3D打印-FDM%20热熔逐层沉积成型_标清.flv熔融沉积成型技术成型原理熔融沉积(简称FDM)又叫熔丝沉积，采用丝状材料作为加工物质。成型设备主要由送丝机构、喷头、工作台、运动机构以及控制系统组成。喷头装置在计算机的控制下，可根据加工工件截面轮廓的信息做X,Y方向的平面运动，而工作台作做Z方向（垂直高度）的运动。丝状热塑性材料（如塑料丝、蜡丝、聚烯树脂丝、尼龙丝、聚酰胺丝）由送丝机构送至喷头，并在喷头中加热至熔融态，然后被选择性地涂覆在工作台上，快速冷却后形成加工工件截面轮廓。当一层成形完成后，工作台下降一截面层的高度，喷头再进行下一层的涂覆，如此循环，最终形成三维实体。1、FDM\3D打印-FDM%20热熔逐层沉积成型_标清.flv熔融沉积成型技术成型原理当制件的轮廓变化较大时，前一层的强度不足以支撑当前层，需设计适当的支撑，保证模型顺利成形。目前，很多工业级FDM设备采用双喷嘴，一个喷嘴用于填充成形材料，一个喷嘴用于填充支撑材料，成形速度为单喷头的5倍左右。2.熔融沉积成型挤出过程熔融挤出过程如下：通过控制FDM喷头加热器，直接将丝状或粒状的热熔性材料加热熔化。（1）送料。FDM的加料系统采用一对夹持轮将直径约为1.75mm的丝材插入加热腔入口，控制信号使电机带动驱动轮，送丝机构工作，依靠2个驱动轮旋转时产生的摩擦力将丝材送往喷头内。（2）加料段：在温度达到单丝的软化点之前，单丝与加热腔之间有一段间隙不变的区域，称其为加料段。加料段中，刚插入的料丝和已熔融的物料共存。尽管料丝已开始被加热，但仍能保持固体时的物性；已熔融的物料则呈流体特性。此处的熔料不断受到机筒的加热，能够及时将热量传递给料丝，熔融物料的温度可视为不随时间变化；又因为熔体层厚度较薄，因此，熔体内各点的温度近为相等。（3）熔化段：随着单丝表面温度升高，物料熔融形成一段单丝直径逐渐变细直到完全熔融的区域，称为熔化段。（4）熔融段：在物料被挤出口模之前，有一段完全由熔融物料充满喷嘴的区域，称为熔融段。在这个过程中，单丝本身既是原料，又起到活塞的作用，从而把熔融态的材料从喷嘴中挤出。3.熔