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FDM工藝的關(guān)鍵是保持從噴嘴中噴出的、熔融狀態(tài)下的原材料溫度剛好在凝固點(diǎn)之上,通??刂圃诒饶厅c(diǎn)高1℃左右。如果溫度太高,會(huì)導(dǎo)致打印物體的精度降低,模型變形等問(wèn)題;如果溫度太低,則容易導(dǎo)致噴頭被堵住,導(dǎo)致打印失敗。
FDM工藝的打印機(jī)會(huì)需要使用兩種材料:一種用于打印實(shí)體部分的成型材料;另一種用于沉積空腔或懸臂部分的支撐材料。切片軟件會(huì)根據(jù)待打印模型的外形,自動(dòng)計(jì)算決定是否需要為其添加支撐。2009年FDM關(guān)鍵技術(shù)專(zhuān)利到期,各種基于FDM技術(shù)的3D打印公司開(kāi)始大量出現(xiàn),行業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展期,相關(guān)設(shè)備的成本和售價(jià)也大幅降低。支撐還有一個(gè)目的是建立基礎(chǔ)層。即在正式打印之前,先在工作平臺(tái)上打印一個(gè)基礎(chǔ)層,這樣可以提供一個(gè)精準(zhǔn)的基準(zhǔn)面,還可以使打印完成后的模型更容易剝離。
SLS原理
選擇性激光燒結(jié)(Selective Laser Sintering, SLS)技術(shù)由美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的C.R. Dechard發(fā)明,主要是利用粉末材料在激光照射下高溫?zé)Y(jié)的基本原理,通過(guò)計(jì)算機(jī)控制光源定位裝置實(shí)現(xiàn)精l確定位,然后逐層燒結(jié)堆積成型。切片軟件會(huì)根據(jù)待打印模型的外形,自動(dòng)計(jì)算決定是否需要為其添加支撐。
SLS的工作過(guò)程與3DP相似,都是基于粉末床進(jìn)行的,區(qū)別在于3DP是通過(guò)噴射粘結(jié)劑來(lái)粘結(jié)粉末,而SLS是利用紅外激光燒結(jié)粉末。FDM工作原理FDM的工作原理是,將絲狀的熱塑性材料通過(guò)噴頭加熱熔化,噴頭底部帶有微細(xì)噴嘴(直徑一般為0。先用鋪粉滾軸鋪一層粉末材料,通過(guò)打印設(shè)備里的恒溫設(shè)施將其加熱至恰好低于該粉末燒結(jié)點(diǎn)的某一溫度,接著激光束在粉層上照射,使被照射的粉末溫度升至熔化點(diǎn)之上,進(jìn)行燒結(jié)并與下面已制作成形的部分實(shí)現(xiàn)黏結(jié)。當(dāng)一個(gè)層面完成燒結(jié)之后,打印平臺(tái)下降一個(gè)層厚的高度,鋪粉系統(tǒng)為打印平臺(tái)鋪上新的粉末材料,然后控制激光束再次照射進(jìn)行燒結(jié),如此循環(huán)往復(fù),層層疊加,直至完成整個(gè)三維物體的打印工作。
SLS技術(shù)限制
· 原材料價(jià)格及采購(gòu)維護(hù)成本都較高。
· 機(jī)械性能不足。SLS成型金屬零件的原理是低熔點(diǎn)粉末粘結(jié)高熔點(diǎn)粉末,導(dǎo)致制件的孔隙度高,機(jī)械性能差,特別是延伸率很低,很少能夠直接應(yīng)用于金屬功能零件的制造。
· 需要比較復(fù)雜的輔助工藝。由于SLS所用的材料差別較大,有時(shí)需要比較復(fù)雜的輔助工藝,如需要對(duì)原料進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)處理(加熱)、造成完成后需要進(jìn)行成品表面的粉末清理等。