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FDM/FFF/FFM/FLM 3D打印成型技术的区别与优劣势

2021-02-02 博易特智能 22229
前几天有同学问我,FFF和FDM 3D打印成型技术到底有什么区别,成型原理有什么不同,今天我给大家详细介绍下这几种成型技术。

FFF,Fused Filament Fabrication ,熔融长丝制造 ;

FDM,Fused Deposition Modeling , 熔融沉积成型 ;


还有两个很少看到的缩写:
FLM, Fused Layer Modeling/Manufacturing ,熔接层建模/制造 ;
FFM, Fused Filament Modeling , 熔丝成型。

四种说法表达的其实是同一个意思,是一种将各种热熔性的丝状材料(蜡、PLA、ABS和尼龙等)加热熔化成形的方法,是3D打印技术的一种,核心技术原理与应用都是相同的



熔融沉积成型技术所用的成型材料一般为热塑性材料,常见的有 PLA、ABS、尼龙等。其工艺原理是成型材料和支撑材料通过送丝机构送进相应的喷嘴,在喷嘴内被加热至熔融状态,喷嘴通过成型系统的控制,根据提前设定的轮廓信息和填充轨迹做平面运动,而且经由喷嘴挤出的材料均匀地平铺在每一层截面轮廓上,此时被挤出的丝材在短时间内快速冷却,并和上一层固化的材料粘连在一起,层层堆积,最终生成所需的实体零件。


FFF和FDM 3D打印技术之间的区别

FFF和FDM 3D打印技术之间没有什么区别,只所以有几种不同说法主要只是为了避开前者FDM专利问题。最初开发该3D打印技术时,美国Stratysys Inc.注册了FDM熔融层积成型技术专利。随着3D打印在制造商中越来越受欢迎,RepRap创建了FFF开放社区,这样人们就可以讨论该技术而不必担心侵权问题。目前市面主流用语还是FDM。



熔融沉积成型技术优势及不足
熔融沉积成型技术之所以能够得到广泛应用,主要是由于其具有其他快速成型工艺所不具备的优势,具体表现为以下几方面:
1、成型材料广泛熔融沉积成型技术所应用的材料种类很多,主要有PLA、ABS、尼龙、石蜡、铸蜡、人造橡胶等熔点较低的材料,及低熔点金属、陶瓷等丝材,这可以用来制作金属材料的模型件或 PLA 塑料、尼龙等零部件和产品。
2、成本相对较低,因为熔融沉积成型技术不使用激光,与其他使用激光器的快速成型技术相比较而言,它的制作成本很低;除此之外,其原材料利用率很高并且几乎不产生任何污染,而且在成型过程中没有化学变化的发生,制件的翘曲变形小,在很大程度上降低了成型成本。
3、后处理过程比较简单,熔融沉积成型技术所采用的支撑结构很容易去除,尤其是模型的变形比较微小,原型制件的支撑结构只需要经过简单的剥离就能直接使用。出现的水溶性支撑材料使支撑结构更易剥离。
4、原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。
5、用蜡成型的原型零件,可以直接用于熔模铸造。
6、FDM系统无毒性且不产生异味、粉尘、噪音等污染。不用花钱建立与维护专用场地,适合于办公室设计环境使用。
7、材料强度、韧性优良,可以装配进行功能测试。

此外,熔融沉积成型技术还有以下优点:用石蜡成型的制件,能够快速直接地用于失蜡铸造;能制造任意复杂外形曲面的模型件;可直接制作彩色的模型制件。当然,和其他快速成型工艺相比较而言,熔融沉积成型技术在以下方面还存在一定的不足:
1、只适用于中小型模型件的制作;
2、成型零件的表面条纹比较明显;
3、厚度方向的结构强度比较薄弱,因为挤出的丝材是在熔融状态下进行层层堆积,而相邻截面轮廓层之间的粘结力是有限的,所以成型制件在厚度方向上的结构强度较弱;
4、成型速度慢、成型效率低;
5、与截面垂直的方向强度小,需要设计和制作支撑结构;
6、原材料价格昂贵;
7、喷头容易发生堵塞,不便维护。
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