中文名 | FDM快速成型機 | 特????點 | 成本低 |
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適用范圍 | 薄殼體零件及微小零件 | 原????理 | 快速成型技術(shù)的基本原理 |
FDM 快速成型的過程包括:設(shè)計三維CAD 模型、CAD 模型的近似處理、對STL 文件進行分層處理、造型、后處理。如圖2 所示。
圖2 快速成型的過程
2.1 設(shè)計三維CAD 模型
設(shè)計人員根據(jù)產(chǎn)品的要求,利用計算機輔助設(shè)計軟件設(shè)計出三維CAD 模型。常用的設(shè)計軟件有: Pro/ Engineering , Solidworks , MDT , AutoCAD ,U G等。
2.2 三維CAD 模型的近似處理
產(chǎn)品上有許多不規(guī)則的曲面,在加工前必須對模型的這些曲面進行近似處理。最普遍的方法是采用美國3D System 公司開發(fā)的STL(Sterolithgraphy) 文件格式。用一系列相連的小三角平面來逼近曲面,得到STL 格式的三維近似模型文件。許多常用的CAD 設(shè)計軟件都具有這項功能,如Pro/ Engineering , Solidworks , MDT , Auto2
CAD ,U G等。
2.3 對STL 文件進行分層處理由于快速成型是將模型按照一層層截面加工,累加而成的。所以必須將STL 格式的三維CAD模型轉(zhuǎn)化為快速成型制造系統(tǒng)可接受的層片模型。片層的厚度范圍通常在01025~01762mm 之間。各種快速成型系統(tǒng)都帶有分層處理軟件,能自動獲取模型的截面信息。2.4 造型
產(chǎn)品的造型包括兩個方面:支撐制作和實體制作。
2.4.1 支撐制作
由于FDM 的工藝特點,系統(tǒng)必須對產(chǎn)品三維CAD 模型做支撐處理,否則,在分層制造過程中,當(dāng)上層截面大于下層截面時,上層截面的多出部分將會出現(xiàn)懸浮(或懸空) ,從而使截面部分發(fā)生塌陷或變形,影響零件原型的成型精度,甚至使產(chǎn)品原型不能成型。支撐還有一個重要的目的:建立基礎(chǔ)層。在工作平臺和原型的底層之間建立緩沖層,使原型制作完成后便于剝離工作平臺。此外,基礎(chǔ)支撐還可以給制造過程提供一個基準面[1 ] 。所以FDM 造型的關(guān)鍵一步是制作支撐。
2.4.2 實體制作
在支撐的基礎(chǔ)上進行實體的造型,自下而上層層疊加形成三維實體,這樣可以保證實體造型的精度和品質(zhì)。
2.5 后處理
快速成型的后處理主要是對原型進行表面處理。去除實體的支撐部分,對部分實體表面進行處理,使原型精度、表面粗糙度等達到要求。但是,原型的部分復(fù)雜和細微結(jié)構(gòu)的支撐很難去除,在處理過程中會出現(xiàn)損壞原型表面的情況,從而影響原型的表面品質(zhì)。于是,1999 年St ratasys 公司開發(fā)出水溶性支撐材料,有效的解決了這個難題。我國自行研發(fā)FDM 工藝還無法做到這一點,原型的后處理仍然是一個較為復(fù)雜的過程。
311 系統(tǒng)與運行成本
FDM 快速成型系統(tǒng)成本較低,不需要其他快速成型系統(tǒng)中昂貴的激光器;成型材料價格較低;FDM 原型特別適合有空隙的結(jié)構(gòu),可節(jié)約材料與成型時間;體積小,無污染,是辦公室環(huán)境的理想桌面制造系統(tǒng)。但是,成型速度較慢,精度較低。
312 適用范圍
適用于薄殼體零件及微小零件;原型強度比較好,近似于實體零件,可作為概念型直接驗證設(shè)計。
快速成型技術(shù)(Rapid Prototyping) 是20 世紀80 年代中后期發(fā)展起來的一項新型的造型技術(shù)。RP 技術(shù)是將計算機輔助設(shè)計(CAD) 、計算機輔助制造(CAM) 、計算機數(shù)控技術(shù)(CNC) 、材料學(xué)和激光結(jié)合起來的綜合性造型技術(shù)。RP 經(jīng)過十多年的發(fā)展,已經(jīng)形成了幾種比較成熟的快速成型工藝:光固化立體造型( SL —Stereolithography) 、分層物體制造(LOM —Laminated Object Manufacturing) 、選擇性激光燒結(jié)(SLS —Selected Laser Sintering) 和熔融沉積造型( FDM —Fused Deposition Modeling)等。這四種典型的快速成型工藝的基本原理都是一樣的,但各種方法各有其特點。本文主要介紹FDM 工藝的原理及其過程。
樓上那位說的是北京那邊的上拓科技工業(yè)設(shè)備公司把。以前我們也在那邊采購過幾臺。那邊服務(wù)是挺好的,不過重點的是他們的設(shè)備確實做出來的東西很精細。精確??梢匀タ纯茨沁叺娜S快速成型機
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1.1 快速成型技術(shù)的基本原理
快速成型技術(shù)是對零件的三維CAD 實體模型,按照一定的厚度進行分層切片處理,生成二維的截面信息,然后根據(jù)每一層的截面信息,利用不同的方法生成截面的形狀。這一過程反復(fù)進行,各截面層層疊加,最終形成三維實體。分層的厚度可以相等,也可以不等。分層越薄,生成的零件精度越高,采用不等厚度分層的目的在于加快成型速度[1 ] 。
1.2 FDM快速成型機 的工藝原理
如圖1 所示。快速成型機的加熱噴頭受計算機控制,根據(jù)水平分層數(shù)據(jù)作x - y 平面運動。絲材由送絲機構(gòu)送至噴頭,經(jīng)過加熱、熔化,從噴頭擠出粘結(jié)到工作臺面,然后快速冷卻并凝固。每一層截面完成后,工作臺下降一層的高度,再繼續(xù)進行下一層的造型。如此重復(fù),直至完成整個實體的造型。每層的厚度根據(jù)噴頭擠絲的直徑大小確定。
圖1 FDM 工藝原理圖FDM 工藝關(guān)鍵是保持熔融的成型材料剛好在凝固點之上,通??刂圃诒饶厅c高1 ℃左右[2 ] 。最常用的熔絲線材主要是ABS、人造橡膠、鑄蠟和聚酯熱塑性塑料,銅絲等。1998 年澳大利亞開發(fā)出了一種新型的金屬材料用于FDM 工藝———塑料復(fù)合材料絲。
由于FDM 工藝的特點, FDM 已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于制造行業(yè)。它降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,縮短了生產(chǎn)周期,大大地提高了生產(chǎn)效率,給企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟效益。當(dāng)前快速成型技術(shù)的發(fā)展趨勢是將快速成型與其他先進的設(shè)計與制造技術(shù)密切結(jié)合起來,共同發(fā)展。2100433B
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評分: 4.8
1. 快速成型原理及常見的方法 其成形原理是將三維 CAD實體模型離散成設(shè)定厚度的一系列片層數(shù)據(jù) , 利用激光成形 機或其它成形設(shè)備讀取這些數(shù)據(jù) , 用材料添加法技術(shù) , 依次將每層堆積起來成形。 這一技術(shù) 稱為快速自動成形技術(shù) (Rapid Prototype) 。它也是 CAD集成技術(shù)的重要組成部分。從材料 固化方法可分為激光和非激光燒結(jié)法 (SLS) 、固體表層造型法 (SGC)、層片制造法 (LOM)、熔 化 沉 積法 (FDM)、 選區(qū) 粘 結(jié) 法 (DSPC)、 激光 氣相 沉 積 法 (SALD) 等。 其中 常 見的 是 SLS,LOM,FDM,SLA(光固化成型法 ) 2. FDM成形機工作原理及使用方法和操作要點 其工作過程是機床的加熱噴頭在計算機的控制下,根據(jù)加工工件截面輪廓的信息,作 x —y 平面運動和高度 z方向的運動。絲狀熱塑性材料 (如 ABS及 MABS
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熔融沉積快速成型,是利用熱塑性材料的熱熔性、粘接性特點,在計算機控制下根據(jù)實體模型進行層層堆積后成型?;谌廴诔练e快速成型過程中熔體對成型制品的質(zhì)量影響,對成型過程中熔體的流動性及熱平衡進行數(shù)值分析,優(yōu)化熔融快速成型工藝熔體參數(shù),為噴頭裝置的設(shè)計提供依據(jù),保證成型制品的質(zhì)量。
立體光刻成型sla
選擇性激光燒結(jié)sls
層合實體制造lom
選域黏著及熱壓成型SAHP
層銑工藝lmp
分層實體制造som
熔融沉積快速成型fdm
多相噴射固化mjs
多孔噴射成型mjm
直接殼法產(chǎn)品鑄造dspc
激光工程凈成型lens
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FDM的工作原理是,將絲狀的熱塑性材料通過噴頭加熱熔化,噴頭底部帶有微細噴嘴(直徑一般為0.4~1.0mm),在計算機控制下,噴頭根據(jù)3D模型的數(shù)據(jù)移動到指定位置,將熔融狀態(tài)下的液體材料擠噴出來并最終凝固。材料被噴出后沉積在前一層已固化的材料上,通過材料逐層堆積形成最終的成品。
熔融沉積成型(Fused Deposition Modelling, FDM)是上世紀八十年代末,由美國Stratasys公司的斯科特·克倫普(Scott Crump)發(fā)明的技術(shù),是繼光固化快速成型(SLA)和疊層實體快速成型工藝(LOM)后的另一種應(yīng)用比較廣泛的3D打印技術(shù)。1992年,Stratasys公司推出世界上第一款基于FDM技術(shù)的3D打印機--“3D造型者(3D Modeler)”,標志著FDM技術(shù)步入商用階段。
2009年FDM關(guān)鍵技術(shù)專利到期,各種基于FDM技術(shù)的3D打印公司開始大量出現(xiàn),行業(yè)迎來快速發(fā)展期,相關(guān)設(shè)備的成本和售價也大幅降低。數(shù)據(jù)顯示,專利到期之后桌面級FDM打印機從超過一萬美元下降至幾百美元,銷售數(shù)量也從幾千臺上升至幾十萬臺。并且十分開心的告訴大家,我國目前是(FDM熔融堆積)3D打印機最大的生產(chǎn)國和出口國。
2013年8月,武漢智壘新款FDM3D打印機Planets-Jupiter2上市銷售。2014年,在“3D打印·打印中國夢”為主題的中國3D 打印十大品牌評價推介活動中,智壘電子科技(武漢)有限公司入選3D打印十大品牌之一。2015年6月,公司成立了(FDM熔融堆積)發(fā)光字3D打印機研發(fā)部。經(jīng)過二年的產(chǎn)品開發(fā),從發(fā)光字設(shè)計到成品制造,實現(xiàn)了3D打印的一體化工藝。2017年12月,公司正式成為國內(nèi)(FDM熔融堆積)發(fā)光字3D打印機的生產(chǎn)與研發(fā)企業(yè)。2018年1月,推出第一代發(fā)光字3D打印機442型。在2018年5月,推出升級系列的第二代發(fā)光字3D打印機425型、625型、1025型。2018年6月,推出第三代發(fā)光字快速3D打印機725型、825型,平均打印速度提升到200mm/s。
FDM技術(shù)是面向個人的3D打印機的首選技術(shù),通過采用FDM技術(shù)的3D打印機,設(shè)計人員可以在很短的時間內(nèi)設(shè)計并制作出產(chǎn)品原型,并通過實體對產(chǎn)品原型進行改進。同時FDM技術(shù)廣泛運用在各種文娛活動中,滿足人們對一些產(chǎn)品的個性化定制服務(wù)。
從2014年開始,研發(fā)性價比高的大尺寸(FDM熔融堆積)3D打印機成為武漢智壘的重點發(fā)展方向。大尺寸3D打印機有很多優(yōu)勢,能讓設(shè)計師的模型一次3D打印成型,真正實現(xiàn)了模型的完整性制造;能讓雕塑的各種大模型,不再因為切割打印再組合而出現(xiàn)各種不應(yīng)該有的誤差;能讓您節(jié)約人力、物力、時間等成本;關(guān)鍵是能讓您從此省心了。針對市場上大尺寸設(shè)備價格高,客戶分散,制造商不愿意花更多成本去采用新工藝的難題。武漢智壘的研發(fā)人員深入市場調(diào)查,充分接觸用戶群,通過市場意見的反饋,克服重重困難研發(fā)出真正符合需求的一系列大尺寸3D打印機。今天,我們就給大家重點介紹幾款近些年公司推出的經(jīng)典機型。
武漢智壘公司的眾立印品牌ZL820型 大尺寸(FDM熔融堆積)3D打印機,成型尺寸是500*500*820mm,這款機器2014年底上市銷售。白色外觀受到醫(yī)院的歡迎,在武漢本地有很多醫(yī)院的實驗室都采購了本款機型作為研發(fā)設(shè)備。經(jīng)過這些年的改進和升級,本款設(shè)備也實現(xiàn)了脫變,現(xiàn)在是一款性價比很高的3D打印機。
武漢智壘公司的眾立印品牌ZL1000型 大尺寸(FDM熔融堆積)3D打印機,成型尺寸是1000*1000*1000mm,這款機器2015年上市銷售。采用防堵頭設(shè)計,配備大尺寸散熱風(fēng)扇;雙Z軸設(shè)計,模型不扭曲;進口直線導(dǎo)軌,尼龍拖鏈;閉環(huán)系統(tǒng)和伺服電機;全彩觸摸屏設(shè)計。
武漢智壘公司的眾立印品牌ZL750型 大尺寸(FDM熔融堆積)3D打印機,成型尺寸是750*750*750mm,這款機器2018年2月上市銷售。代表FDM最新一代的機型,也是目前我們公司性價比最高的一款(FDM熔融堆積)3D打印機。
2018年,大尺寸(FDM熔融堆積)3D打印機的機器特點:
一、支持斷點續(xù)打;支持智能輔助調(diào)平;支持斷電續(xù)打;支持中途換料;支持智能支撐。
二、智能監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)加熱異常,機器自動停機;杜絕高溫引發(fā)火災(zāi)。
三、可根據(jù)耗材的粗細調(diào)節(jié)補償參數(shù);可導(dǎo)入照片生成三維浮雕圖像,可預(yù)覽模型。
四、鈑金結(jié)構(gòu),CNC加工零部件,保證打印的精度及長時間的穩(wěn)定性。
五、主要應(yīng)用領(lǐng)域是動漫玩具、創(chuàng)意家居、建筑模型、教育培訓(xùn)、醫(yī)療實驗、飾品DIY、工業(yè)零件等。
關(guān)于售后服務(wù),也是主要責(zé)任。一個負責(zé)任的公司,不光要提供好的設(shè)備,更應(yīng)該提供優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)。經(jīng)過這些年的經(jīng)驗積累,普通的問題,我們的售后服務(wù)人員都可以在5-10分鐘給大家處理好。對于復(fù)雜的問題,我們可以給大家舉一個例,一個2017年購買設(shè)備的(福建)客戶,因為機器壞了二次心情很不好,本公司的王志文副總經(jīng)理了解實際情況以后,直接為他更換了一臺新設(shè)備。
做好服務(wù)不僅僅是為了您的滿意,也是尊重您對我們公司的一份信任。感謝您對我們的支持和厚愛,我們公司會為您做出更多符合您需求的新工藝設(shè)備。很高興給大家分享關(guān)于3D打印機的技術(shù)貼,如果您有更好的想法,請給我們留言。再次謝謝大家的支持!公司地址武漢市武昌區(qū)中南路中南國際城D1-502室。
FDM 3D打印技術(shù)作為目前人們最為熟知的一門3D打印技術(shù),一直以來備受大家的關(guān)注與議論,但由于其材料及工藝的局限性,人們對這種技術(shù)的認知及定義就是——
FDM 3D打印只能是個“玩具”!
那FDM 3D打印到底有沒有應(yīng)用性?
如果有,能怎么應(yīng)用?
今天我們就一起來探索一下
首先,在現(xiàn)如今的3D打印教育領(lǐng)域,我們發(fā)現(xiàn)FDM 3D打印產(chǎn)品是最主流的產(chǎn)品,從幼兒教育到中小學(xué)教育再到職業(yè)教育以及我們的高等教育,都可以看到FDM 3D打印產(chǎn)品的身影,那么我們是不是可以認為——
FDM 3D打印是可以被廣泛應(yīng)用于教育行業(yè)的!
其實,答案是顯而易見的!FDM 3D打印技術(shù)相對容易理解,更因其技術(shù)表現(xiàn)直觀、可操作性強,危險系數(shù)低,環(huán)保,一直以來就備受3D打印初學(xué)者及創(chuàng)客愛好者的青睞,當(dāng)然也就更適合用于教學(xué)以及對3D打印技術(shù)的普及與推廣了。
那說到底FDM 3D打印在教育領(lǐng)域應(yīng)用最突出的優(yōu)勢是什么呢?
我們認為有以下幾點:
—簡單、易用
—安全、環(huán)保
—技術(shù)展現(xiàn)力強
—價格實惠
這些看似“簡單”的優(yōu)勢,其實才是推動3D打印教育行業(yè)應(yīng)用的一些最基本的點,對于學(xué)校及孩子來講,能快速理解、能直觀感受、方便動手操作才是最重要的,“簡單”反而成為了一個至關(guān)重要的因素。
那說完了教育,我們再來說說醫(yī)療和航空航天。說到這兩個行業(yè),很多人肯定會抱著懷疑的態(tài)度,甚至是否定的態(tài)度,大家普遍會認為——
FDM 3D打印在醫(yī)療及航空航天上是沒法用的
但事實并不是這樣,下面我們先來看幾張圖
其實,要說這兩個行業(yè)FDM 3D打印的應(yīng)用,我們不得不提到一個材料,那就是——PEEK材料,隨著傳統(tǒng)PEEK材料在醫(yī)療行業(yè)和航空航天行業(yè)的運用越來越成熟,應(yīng)用范圍越來越廣,人們對于PEEK材料的認識與研究也越來越深入。近兩年更是有眾多3D打印行業(yè)相關(guān)從業(yè)人員開始了對3D打印PEEK材料的研究,尤其是FDM 3D打印PEEK材料的研究,那為什么大家會開始研究FDM 3D打印PEEK材料呢?我認為有以下兩點是不可忽視的因素:
—FDM 3D打印是PEEK材料個性化打印的有力途徑
—FDM 3D打印是PEEK材料應(yīng)用的最具性價比的技術(shù)方案
基于這一情況,那我們是不是可以得到一個結(jié)論,就是隨著3D打印PEEK材料的發(fā)展——
FDM 3D打印是可以在醫(yī)療行業(yè)及航空航天行業(yè)有一席之地的!
當(dāng)然,醫(yī)學(xué)和航空航天行業(yè)FDM 3D打印技術(shù)的發(fā)展不是只局限在這一材料的發(fā)展上面,也在于3D打印從業(yè)人員同醫(yī)學(xué)和航空行業(yè)的人員交流上面,我們相信,經(jīng)過跨行業(yè)的深度資源整合、人員交流、經(jīng)驗積累,最終我們會開拓出更多基于FDM 3D打印技術(shù)的應(yīng)用點。
接下來,我想說說制造行業(yè)的3D打印應(yīng)用,也許,你會聽到很多人說FDM 3D打印要精度沒精度,要速度沒速度,要產(chǎn)量沒產(chǎn)量,實在是沒有什么可以應(yīng)用在制造業(yè)上的點,其實在寫這篇文章之前,我也是這么認為的,在過去的一段時間里,我們一提到制造業(yè),不論是產(chǎn)品制造、汽車制造、生產(chǎn)制造等等方面,我們固有的認識里面就是,這些都跟FDM 3D打印沒關(guān)系。
但其實經(jīng)過長時間的發(fā)展,現(xiàn)在越來越多的行業(yè)從業(yè)者意識到——
FDM 3D打印技術(shù)才是擴展性最強的一門3D打印技術(shù)!
所謂擴展性強指的是一種技術(shù)可以滿足不同屬性的材料打印。
不論你是金屬材料、合成材料、無機非金屬材料還是復(fù)合材料,F(xiàn)DM 3D打印技術(shù)相對都可以滿足,也正是因為這種超強的技術(shù)擴展性才使得——
FDM 3D打印在制造業(yè)的應(yīng)用發(fā)展是非常有前途的。
現(xiàn)如今,各大FDM 3D打印廠商已經(jīng)開始在功能型應(yīng)用3D打印產(chǎn)品上發(fā)力,為了拓展更多FDM 3D打印應(yīng)用,各大廠商都在做著不同的努力,不論是基于FDM 3D打印技術(shù)的演變產(chǎn)品開發(fā),還是針對高性能應(yīng)用材料的材料開發(fā),大家都在為FDM 3D打印的應(yīng)用做著自己的努力。
除了上述這些領(lǐng)域的應(yīng)用,F(xiàn)DM 3D打印也因其極具性價比的優(yōu)勢在文物修復(fù)、影視道具制作、禮品、藝術(shù)、家具領(lǐng)域都有很強的應(yīng)用性。
其實說到底,每一種技術(shù)都有它的優(yōu)勢與劣勢,介于目前市場上面對于FDM 3D打印技術(shù)也好,產(chǎn)品也好的普遍的“低價值”認知,我希望我們更客觀的認識現(xiàn)如今3D打印的發(fā)展。
以上內(nèi)容,如有不準確的地方或是不完善的地方,還請大家多多指正。
作者:ZY