FDM快速成型工藝的描述

1、FDM快速成型工藝的描述（上）FDM產(chǎn)品由北京瑞科達快速成型科技有限公司負(fù)責(zé)中國區(qū)代理銷售。FDM技術(shù)是由Stratasys公司所設(shè)計與制造，可應(yīng)用于一系列的系統(tǒng)中。這些系統(tǒng)為FDMMaxum，F(xiàn)DMTitan,FDMVantage,PlusProdigyPlus以及Dimension。FDM技術(shù)利用ABS,polycarbonate（PC），polyphenyIsulfone（PPSF）以及其它材料。這些熱塑性材料受到擠壓成為半熔融狀態(tài)的細(xì)絲，由沉積在層層堆?；A(chǔ)上的方式，從3DCAD資料直接建構(gòu)原型。該技術(shù)通常應(yīng)用于塑型，裝配，功能性測試以及概念設(shè)計。此外，F(xiàn)DM技術(shù)可以應(yīng)用于打樣與快速制

2、造。FDMHead圖1FDM技術(shù)噴嘴示意圖FDM術(shù)語Waterworks（水溶性支撐）:可以分解于堿性水溶劑的可溶解性支撐結(jié)構(gòu)。BreakAwaySupportStructure（BASS）（易剝離性支撐）：水溶性支撐的前身，需要手動剝離工件表面的支撐。Tip（噴嘴）：擠壓成型用的噴嘴。噴嘴提供各種不同的孔徑讓使用者選擇。Road（線材）:在噴嘴的單一路徑中所擠壓成型的材料?？捎蓢娮斐叽缗c材料進給率控制。物理屬性符合原型應(yīng)用的物理需求，大概是選擇快速原型技術(shù)的最重要因素?？焖僭偷奈锢韺傩詫⒍x他的品質(zhì)并決定賦予的應(yīng)用成敗。工程材料屬性當(dāng)詢問到重要性的排序，快速原型的使用者通常會聲明材料屬性是

3、最重要的考慮。致力于工業(yè)需求，符合這些預(yù)期用來生產(chǎn)的材料的材料屬性是很重要的。而這是FDM技術(shù)重要的強項之一。當(dāng)Stratasys公司制造用于FDM技術(shù)的所有材料，每一項都是從商業(yè)上可用的熱塑性樹脂來生產(chǎn)。ABS:所有的FDM系列產(chǎn)品都提供ABS作為材料選項，而接近90%的FDM原型都是由這種材料制造。使用者報告說ABS的原型可以達到注塑ABS成型強度的80%。而其它屬性,例如耐熱性與抗化學(xué)性，也是近似或是相當(dāng)于注塑成型的工件，其耐熱度為攝氏93.3度。這讓ABS成為功能性測試應(yīng)用的廣泛使用材料。Polycarbonate:可以在Titan機型上使用的一種新式RP材料-polycarbonat

4、e正在快速成長。增加強度的polycarbonate比ABS材料生產(chǎn)的原型更經(jīng)得起力量與負(fù)載。許多使用者相信該材料生產(chǎn)的原型可以達到注塑ABS成型的強度特性，其耐熱度為攝氏125度。其它材料：FDM技術(shù)還有其它的專用材料。這些包含polyphenylsulfone、橡膠材質(zhì)以及蠟材。橡膠材質(zhì)是用來作類似橡膠特性的功能性原型。蠟材是特別設(shè)計來建立脫蠟鑄造的樣品。蠟材的屬性讓FDM的樣品可以用來生產(chǎn)類似鑄造廠中的傳統(tǒng)蠟?zāi)?。Polyphenylsulfone，一種應(yīng)用于Titan機型的新工程材料，提供高耐熱性與抗化學(xué)性以及強度與硬度，其耐熱度為攝氏207.2度。圖2PPSF耐高溫工程材料應(yīng)用于咖啡壺

5、設(shè)計Stratasys宣布已經(jīng)針對FDM快速原型系統(tǒng)Titan發(fā)表PPSF材料。在各種快速原型材料之中，PPSF(或是稱為polyphenylsulfone)有著最高的強韌性、耐熱性、以及抗化學(xué)性。航天工業(yè)、汽車工業(yè)以及醫(yī)療產(chǎn)品業(yè)的生產(chǎn)制造商是第一批期待使用這種PPSF材料的用戶。航天業(yè)將會喜歡該材料的難燃屬性；汽車制造業(yè)也非常想應(yīng)用其抗化學(xué)性以及在400度以上還能持續(xù)運作的能力；而醫(yī)療產(chǎn)品制造商將對PPSF材質(zhì)的原型可以進行消毒的能力感到興趣。測試單位，ParkerHannifin安裝了一個PPSF作的模型到汽車引擎中。該零件是一個名為crankcasevaporcoalescer的過濾器，

6、裝在一組V8引擎并作40小時的測試以決定過濾器媒介的效能。該零件收集的燃?xì)獍?60度的潤滑油，燃料，油煙，以及其它燃燒的化學(xué)反應(yīng)生成物。ParkerHannifin的RussJensen說，該裝配件并沒有產(chǎn)生外漏，并且其展現(xiàn)出與第一次裝配時相同的強度與屬性。我們相當(dāng)滿意它的表現(xiàn)?！睖y試單位，MSOE(MilwaukeeSchoolofEngineering)的操作經(jīng)理ShekuKamara,同樣地很滿意該新材料?！爱?dāng)在玻璃熔融的450度時，在各種快速原型材料之中，PPSF材料還擁有著除了金屬之外最高的操作溫度以及堅硬度，”他說?！霸谡持鴦y試期間，PPSF原型零件遭受于溫度從14度到392

7、度的考驗且依然保持完整。”顏色包含最常用到的白色，ABS提供六種材料顏色。色彩的選項包含藍(lán)色，黃色，紅色，綠色與黑色。醫(yī)學(xué)等級的ABSi提供針對于半透明的應(yīng)用，例如汽車車燈的透明紅色或是黃色。圖3、4彩色模型裝配件屬性穩(wěn)定度不像SLA以及PolyJet的樹脂，F(xiàn)DM材料的材料屬性不會隨著時間與環(huán)境曝曬而改變。就像是注塑成型的副本，這些材料幾乎在任何環(huán)境下都會保持他們的強度，硬度以及色彩。精準(zhǔn)性快速原型的尺寸精度取決于許多因素，而其結(jié)果可能會因為每個工件或是不同日期而有些微小變化。需要考慮的事情必須包含已知的條件，例如量測的時間范圍，工件的修整以及環(huán)境的曝曬。Maxum，Titan以及ProdigyPlus精準(zhǔn)度資料詳見附表一。精度測試工件如圖5、6所示，在每