Dlion3D打印開源教程第2期--FDM3D打印結構類型

作者：二進制創(chuàng)客

3D打印過程

3D打印概念
3D打印一直在我們身邊。我們知道3D打印也叫“增材制造”。先來看看“增材制造”這個概念：增材制造（Additive Manufacturing，AM）技術是采用材料逐漸累加的方法制造實體零件的技術，相對于傳統(tǒng)的材料去除－切削加工技術，是一種“自下而上”的制造方法。簡單的說：把材料累加的方法制造出實物就是3D打印。    傳統(tǒng)的灌模方式是一項3D打印技術，首先液態(tài)的材料也是逐漸累加的方式添加到模具中，符合增材制造概念。再舉一個例子，我們吃的蛋糕，上面各種奶油造型其實就是蛋糕師（蛋糕師就是一臺3D打印機）3D打印出來的。而大家掛在嘴邊的3D打印技術只不過是“信息數(shù)字化的增材制造”——3D打印模型數(shù)字化，生產(chǎn)自動化。

灌模

擠奶油

3D打印成型方法除了以上FDM、SLS、LOM和SLA以外還有許多。比如SLM（金屬粉末激光燒結）、DLP（投影儀光固化）和生物3D打印機等等。市面上最常見的桌面級3D打印機是FDM設備。關于Dlion3D打印開源教程是圍繞FDM技術開展的，以下我們對FDM技術進行補充介紹。

FDM成型技術

先從熔融沉積成型技術的歷史來源說起。FDM技術出現(xiàn)在二十世紀八十年代末期。1988年，科特克魯姆普發(fā)明了FDM（熔融沉積成型技術），次年科特克魯姆普成立了Stratasys公司。1992年，第一臺基于熔融沉積成型技術的3D打印產(chǎn)品出售。FDM成型技術已被Stratasys公司注冊專利。

FDM成型原理相對簡單，打印之前FDM 3D打印機內(nèi)置軟件自動讀取3D模型數(shù)據(jù)并將其分層。分層之后，經(jīng)過高溫熔化的液態(tài)通過打印頭擠出，擠出后遇冷迅速凝結固化，然后通過打印頭在平面上的擺動以及打印板向下位移形成立體實物。

FDM 3D打印機打印過程，當打印頭完成一個層面上的打印后，打印平臺自動向下降，直到成品的完成。在打印過程中，插入打印頭的線材會迅速融化，通過打印頭擠出瞬間凝結。打印頭溫度較高，根據(jù)材料的不同以及模型設計溫度的不同，打印頭的溫度相對也不同。為了防止打印物體翹邊等問題的出現(xiàn)打印平臺一般為加熱，打印平臺上一般覆蓋粘貼紙以便于打印成品的剝離。

FDM3D打印機常用耗材

線材是流淌在FDM 3D打印機體內(nèi)的血液，3D打印成品是線材熱熔后的分層疊加�；�于FDM成型技術的線材種類較多，常見的為ABS、PLA等。

紅色的線材，線材可在顏色上進行分類

隨著3D打印成品增多以及3D打印技術的進步，耗材商以及3D打印機制造商不斷開拓可用作3D打印的線材。2015年9月，一款類似金屬效果的3D打印耗材copperFill推出。2015年10月，一款硬度比之前線材較高的PLA HS線材誕生�？捎米�3D打印的材料不斷推陳出新，有些是在原有線材加入各種配料，制作出的線材具備新的屬性，有些則是開發(fā)出的新材質的線材。

copperFill線材，打印出來的效果類金屬 圖源：colorfabb

FDM成型技術的線材有很多，例如：ABS、PLA、尼龍、木質，甚至食物。隨著時間的推移，越來越多的3D打印機生產(chǎn)廠家開始投身線材制作。相比通用線材制造商，3D打印機生產(chǎn)廠家推出的線材更加適用于該廠家生產(chǎn)的3D打印機。大部分線材在直徑上有1.75mm、3.0mm兩種規(guī)格。

FDM3D打印技術應用

FDM較傳統(tǒng)制作方法有其獨特的優(yōu)勢。首先，可制造較為精細的機械零部件。其次，量產(chǎn)的打印物品可在一定程度上降低生產(chǎn)成本。受價格越來越低、打印成本越來越低、操作越來越簡單等因素，基于FDM成型技術的3D打印機越來越被消費者所接受。目前，3D打印技術應用領域較多，醫(yī)療、建筑、運輸、航天、考古、教育以及工業(yè)制造等領域都有涉及。

盒子（左），涼亭樣式的燈（中），茶壺（右）

哨子，根據(jù)打印材料顏色的不同哨子的顏色也不一

3D打印汽車Strati，相當拉風 圖源：3dprint

3D打印下頜骨 圖源：xilongtoy

下一期將著重介紹市面常見FDM3D打印機結構類型。敬請期待！