基于FDM工藝的多材料數(shù)字化制造技術(shù)研究的綜述報告

基于FDM工藝的多材料數(shù)字化制造技術(shù)研究的綜述報告數(shù)字化制造技術(shù)是當(dāng)前制造業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型的主要手段，而多材料數(shù)字化制造技術(shù)的提出則進(jìn)一步推動了數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展。本文將圍繞基于FDM工藝的多材料數(shù)字化制造技術(shù)進(jìn)行綜述，主要涉及其技術(shù)原理、應(yīng)用場景、優(yōu)缺點等方面。1.技術(shù)原理FDM（FusedDepositionModeling）是一種增材制造技術(shù)，其原理是將熔化的熱塑性材料通過噴頭擠出并堆疊成為三維模型。FDM工藝的最大特點是可以直接制造不同形狀的零件，無需模具等輔助工具，具有成本低、自動化程度高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。多材料數(shù)字化制造技術(shù)則是在FDM工藝基礎(chǔ)上，通過噴頭同時或交替噴出不同材料，形成復(fù)合材料零件或不同材料的組合構(gòu)件。多材料數(shù)字化制造技術(shù)可分為同時噴射和交替噴射兩種方式，同時噴射是指兩種不同材料在同一時間被噴出；而交替噴射則是指兩種不同材料交替被噴出，形成分層構(gòu)件。這樣的多材料數(shù)字化制造技術(shù)可以制造出具有不同物理、化學(xué)和機(jī)械性質(zhì)的復(fù)合材料零件，以及具有不同形狀和顏色的構(gòu)件，為產(chǎn)品設(shè)計和制造帶來了更大的靈活性和可塑性。2.應(yīng)用場景多材料數(shù)字化制造技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用廣泛，以下幾個領(lǐng)域尤其受益。（1）汽車制造。汽車是多材料構(gòu)成的制品，需要復(fù)合材料強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕和高溫等特性。多材料數(shù)字化制造技術(shù)可以精準(zhǔn)制造出復(fù)合材料部件，提高汽車零部件質(zhì)量、降低重量，從而提高汽車整體性能。（2）醫(yī)療器械。醫(yī)療器械通常需要材料的具有不同的生物相容性、機(jī)械性能和化學(xué)性能。多材料數(shù)字化制造技術(shù)可以制造復(fù)合材料材料用于醫(yī)療器械中，提高其可接受程度和生物相容性。（3）航空航天。航空航天領(lǐng)域需要輕質(zhì)高強(qiáng)的材料。多材料數(shù)字化制造技術(shù)可以制造出具有高強(qiáng)度、輕量化特性的材料，滿足航空航天行業(yè)的特殊需求。（4）消費品制造。多材料數(shù)字化制造技術(shù)可以為制造業(yè)在消費品方面拓展了廣闊的市場空間。通過多材料數(shù)字化制造技術(shù)，制造商可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、創(chuàng)新的消費品，為消費市場提供更多選擇。3.優(yōu)缺點分析多材料數(shù)字化制造技術(shù)具有以下優(yōu)點：（1）可定制性高。通過多材料數(shù)字化制造技術(shù)可以制造出具有特殊性質(zhì)、形狀和顏色的構(gòu)件，更好地適應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計和制造。（2）制造效率高。多材料數(shù)字化制造技術(shù)可以實現(xiàn)一次性制造多種材料的構(gòu)件，提高制造效率，降低生產(chǎn)成本。（3）材料選擇范圍廣。多材料數(shù)字化制造技術(shù)可以選擇各種材料進(jìn)行制造，提高產(chǎn)品的耐用性和適應(yīng)性。（4）提高產(chǎn)品質(zhì)量。多材料數(shù)字化制造技術(shù)制造的構(gòu)件具有高質(zhì)量品質(zhì)和高一致性。但多材料數(shù)字化制造技術(shù)也存在以下缺點：（1）生產(chǎn)設(shè)備成本高。多材料數(shù)字化制造技術(shù)需要高品質(zhì)的生產(chǎn)設(shè)備和材料，對制造商的投入成本較高。（2）工藝難度大。多材料數(shù)字化制造技術(shù)需要精準(zhǔn)控制多種材料的噴出和混合，難度較大。（3）制造精度有待提高。多材料數(shù)字化制造技術(shù)材料的融合度和復(fù)合度需要更好的控制，制造精度有待進(jìn)一步提高。4.總結(jié)基于FDM工藝的多材料數(shù)字化制造技術(shù)是當(dāng)今數(shù)字化制造技術(shù)快速發(fā)展的產(chǎn)物，具有可定制性高、制造效率高、材料選擇范圍廣、提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點。盡管存在生產(chǎn)設(shè)備成本高、工藝難度大