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熔融沉积建模（FDM）是一种广泛使用的增材制造工艺，热塑性材料通过加热的喷嘴挤出，逐层沉积，形成三维物体。该工艺涉及喷嘴的精确水平移动和构建平台的垂直移动，从而可以创建复杂的几何形状。FDM 以其简便性、成本效益和材料使用的多样性而著称，是原型设计、功能测试和最终零件生产的热门选择。

要点说明：

1. FDM 的定义和概述:

   • 熔融沉积建模（FDM）是一种使用热塑性材料逐层构建物体的快速成型制造工艺。
   • 它是 Stratasys 公司的注册商标，但该术语通常用于描述类似的基于挤压的 3D 打印技术。

2. 材料挤出工艺:

   • 该工艺首先将热塑性长丝送入加热喷嘴。
   • 喷嘴将材料加热到熔点，使其在半液态状态下被挤出。
   • 挤出的材料按照基于三维模型的预定路径，以受控方式沉积到构建平台上。

3. 逐层沉积:

   • 喷嘴水平移动，按照当前层的形状沉积材料。
   • 每层完成后，构建平台向下移动（或喷嘴向上移动），以便沉积下一层。
   • 这种逐层沉积的方法一直持续到整个物体完全成型。

4. 运动和精度:

   • 喷嘴可在步进电机或伺服电机的控制下进行精确的水平运动，确保材料的精确放置。
   • 构建平台的垂直运动同样精确，可实现一致的层厚度和整体尺寸精度。

5. FDM 使用的材料:

   • 常用材料包括 ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）、PLA（聚乳酸）、PETG（聚对苯二甲酸乙二醇酯）和各种工程级热塑性塑料。
   • 选择这些材料的依据是它们的机械性能、热稳定性和易于挤出。

6. FDM 的应用:

   • 原型设计:FDM 因其速度快和成本效益高而被广泛用于制作原型。
   • 功能测试:通过 FDM 生产的零件可用于功能测试，因为材料可以模仿最终生产零件的特性。
   • 最终用途部件:在某些情况下，FDM 被用于生产终端零件，尤其是在需要定制或小批量生产的情况下。

7. FDM 的优点:

   • 成本效益高:FDM 是最经济实惠的 3D 打印技术之一，使小型企业和业余爱好者也能使用。
   • 材料多样性:可使用多种热塑性材料，材料性能灵活多变。
   • 易于使用:FDM 打印机的操作和维护相对简单，适合不同专业水平的用户使用。

8. FDM 的局限性:

   • 表面处理:通过 FDM 生产的零件通常表面粗糙，可能需要进行后处理以达到美观或功能性目的。
   • 层粘合力:FDM 零件的强度会受到层间附着力的限制，从而影响整体机械性能。
   • 速度:虽然 FDM 比其他一些 3D 打印方法更快，但对于大型或复杂零件而言，它仍然比传统制造工艺慢。

9. 后处理:

   • 打磨和抛光:为提高表面光洁度，可对 FDM 零件进行打磨和抛光。
   • 喷漆和涂层:可对部件进行油漆或涂层处理，以增强其外观或提供额外的保护。
   • 退火:退火：退火是一种热处理工艺，可改善某些材料的机械性能。

10. FDM 的未来发展:

    • 材料创新:目前的研究重点是开发具有更强性能的新材料，如更高的强度、更好的耐热性和更好的生物相容性。
    • 多种材料印刷:FDM 技术的进步使得在一次打印中使用多种材料成为可能，从而生产出更复杂、功能更强的零件。
    • 自动化程度提高:未来的 FDM 系统可能会集成更多自动化功能，如自动更换材料和移除部件，以进一步简化制造流程。

总之，熔融沉积建模（FDM）是一种多功能、高性价比的三维打印技术，它使用热塑性塑料挤出来逐层构建物体。它操作简单、材料多样、应用广泛，是原型设计和最终零件生产的首选。不过，它也有一些局限性，如表面光洁度和层间附着力，这些都可以通过后处理和不断的技术进步来解决。

汇总表：

方面	详细信息
工艺流程	使用加热喷嘴逐层挤出热塑性塑料。
材料	ABS、PLA、PETG 和工程级热塑性塑料。
应用领域	原型制作、功能测试和最终部件生产。
优势	成本效益高、材料多样、易于使用。
局限性	表面光洁度粗糙，层间附着力问题，大型部件加工速度较慢。
后处理	打磨、抛光、喷漆、涂层和退火。
未来发展	新材料、多材料打印和更高的自动化程度。

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