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FDM 3D打印設備盤點

FDM 3D打印設備盤點

FDM技術作為應用時間最久的3D打印技術，其應用場景廣泛的適用于各種制造、生產、加個等行業，盡管在后期隨著3D打印技術的疊進，光固化SLA、SLM、SLS等技術的出現，也未曾影響到使用FDM技術的3D打印機設備在整個行業的應用地位。

當然在當下隨著3D打印技術的飛速發展，熔融沉積成型技術（Fused Deposition Modeling，FDM）由于其成型速度快、成本低，已成功應用于文化、玩具、模型制作等諸多領域，是最具發展前景的3D打印技術之一。其成型過程涉及模型預處理、成型材料、工藝參數設置及后處理等多個環節，每一個環節都可能引起誤差。通過對制件成型質量分析來提高FDM質量對未來制造業的發展是非常有意義的。

FDM技術和其它3D打印技術一樣，都是基于層層堆積成型原理，但它還具備以下幾個特點：

1）系統構造和原理簡單，其主要采用的是熱熔型噴頭擠出成型，運行維護費用低，設備成本遠低于激光和等離子等高能束加熱裝置成型的方法；

2）使用材料無毒環保，適宜在辦公室環境安裝使用；

3）可以成型任意復雜程度的零件，產品設計與生產并行，根據零件的具體形狀和要求，適時改變成型工藝參數，從而控制成型質量；

4）成型過程尤化學變化，制件的翹曲變形小；

5）原材料的利用率高，旦材料的壽命較長；

6）可直接制作彩色的模型。

設備盤點

Stratasys F120

外形尺寸：845 x 730 x 900 mm

成型尺寸：254 x 254 x 254 mm

模型材料：ABS-M30、ASA

支撐材料：SR-30 可溶性支撐材料

層厚：0.330/0.254/0.178 mm，3種層厚可選，最小層厚0.178mm

Uprint SE Plus

外形尺寸：635×660×787mm（1個材料倉）

635×660×940mm（2個材料倉）

成型尺寸：203×203×152mm

模型材料：ABSplus

支撐材料：SR-30可溶性材料

層厚：0.330mm、0.0254mm

Stratasys F170

外形尺寸：1626 x 864 x 711 mm

成型尺寸：254 x 254 x 254 mm

模型材料：PLA、ABS-M30、ASA

支撐材料：QSR 可溶性支撐材料

層厚：0.330/0.254/0.178/0.127mm，4種層厚可選，最小層厚0.127mm

Fortus380mc

外形尺寸：1270×901.7×1984mm

成型尺寸：355×305×305mm

模型材料：ABS-M30、ABS-M30i、ABS-ESD7、ASA、PC-ISO、PC、PC-ABS、

FDM Nylon12

支撐材料：可溶性支撐材料（針對ABS-ESD7、ABS-M30、ABS-M30i、ASA、

FDM Nylon12、PC-ABS、PC）；可剝離的支撐材料（針對PC-ISO）

層厚：0.330mm、0.254mm、00.178mm、0.127mm，4種層厚可選，最小層厚0.127mm

材料倉：材料和支撐各有1個倉。也可加載外置材料盒，實現長達 400小時的無人值守運行時間

Fortus 900mc

外形尺寸： 2772 x 1683 x 2027mm

成型尺寸：914.4 x 609.6 x 914.4mm

模型材料：ABS-M30、ABS-M30i、ABS-ESD7、ASA、PC-ISO、PC、PC-ABS

FDM Nylon12、FDM Nylon6、FDM Nylon12CF、ULTEM9085、

ULTEM1010、ST-130、PPSF/PPSU共14種模型材料

支撐材料：水溶性支撐材料ABS-M30、ABS-M30i、ABSi、ABS-ESD7、PC-ABS；

易除性支撐材料PC、PC-ISO、ULTEM 9085、PPSF/PPSU

層厚：0.508/0.330/0.254/0.178mm，4種層厚可選，最小層厚0.178mm

材料倉：有兩個模型材料倉和兩個支撐材料倉。也可加載外置材料盒，實現長達 400

小時的無人值守運行時間。

stratasys H350 工業級3d打印機

成型尺寸：315x 208x 293

模型材料： ABS-M30、ABS-M30i、ABS-ESD7

整機重量/尺寸：825千克，1900x940x1730

層厚：100mm（0.004英寸）

完整構型時間：11.62小時

Stratasys F770

外形尺寸：1950x1240x1960mm

成型尺寸：1000x610x610mm最大對角線長度 – 1,171 毫米 (46.1 英寸)

模型材料：ABS、ASA、SR-30

工作溫度：15~30度

設備重量：658KG

Fortus 450mc

外形尺寸：1295 x 902 x 1984 mm

成型尺寸：406 x 355 x 406 mm

模型材料： ABS-M30、ABS-M30i、ABS-ESD7、ASA、PC-ISO、PC、PC-ABS、

ST-130、FDM Nylon12、Nylon12CF、ULTEM9085、ULTEM1010、Antero800NA

支撐材料：水溶性支撐材料（針對ABS-M30、ABS-M30i、ABS-ESD7、AS A）；

易除性支撐材料（針對PC、PC-ISO、FDM 尼龍 12、ULTEM 9085、ULTEM 1010）

層厚：0.330/0.254/0.178/0.127mm，4種層厚可選，最小層厚0.127mm

材料倉：有兩個模型材料倉和兩個支撐材料倉。也可加載外置材料盒，實現長

達330小時的無人值守運行時間。

如何提高成型質量

鑒于FDM過程中各階段的誤差對制件成型質量的影響，提高制件成型質量是FDM技術必然需求。在模型處理前期，采用對CAD實體模型直接進行切片的方法消除因STL文件格式所導致的截面輪廓線誤差以得到精確完整的實體截面輪廓線。優化切片過程，改進切片算法，消除因切片可能導致輪廓冗余、輪廓線不清等問題。在構造模型時盡可能地規避斜面的設計，設置合適的層厚以減少臺階效應。注意制件在切片時的擺放位置和方向，優化結構，減少或者避免過多的支撐，提高成型質量同時也減小了成型的時間。

在成型過程中，優化工藝參數。針對制件的大小、形狀等不同，得出不同的工藝參數以更好地提高成型件的精度和質量。

選擇合理的后處理工藝，防止刮傷甚至是破壞工件，以保證處理后制件的精度。

FDM技術的參考指標

尺寸精度是表征成型質量好壞最為直接也是最重要的性能指標。

尺寸精度越低，則成型質量就越差。成型件的精度直接影響其是否能夠使用，超出成型件的誤差，可直接視為廢品或者次品，將不能夠進行應用。因此，對尺寸精度的分析是分析FDM成型質量的關鍵一步。影響FDM成型件尺寸精度的最主要因素是成型材料的收縮產生的誤差、后處理誤差以及成型過程中的工藝參數設置造成的誤差。

2.1.1成型材料的收縮產生的誤差

由FDM技術的成型原理可知，其成型材料需加熱成熔融態，再由噴頭擠出在工作臺，然后冷卻固化成型，在這一過程中，其實成型材料經歷了由固態到熔融態再回到固態的物理變化過程，而期間所發生的主要是熱收縮。

熱收縮（Thermal shrinkage）主要是指熱塑性材料（ABS、石蠟等）因其固有的熱膨脹率而產生的體積變化，它是收縮產生的最主要原因。由熱收縮引起的收縮量為：

AL=8*L*AT其中，8為材料的線膨脹系數，/C；L為零件X/Y向尺寸，mm；AT為溫差，℃。

上式的8為材料在理想環境中的線膨脹系數，然而成型材料的實際收縮還會受到其成型件的形狀、成型尺寸以及成型過程中的工藝參數設置等因素單獨或交互制約，因此，必須通過實驗得出一個相對可靠的8.才能準確的估算出成型件的收縮量，從而在FDM成型前期的三維建模過程對材料收縮的尺寸進行補償，以期得到尺寸精度較高的成型件。

FDM技術是軟件與硬件結合的綜合性技術，影響制件成型精度及質量的因素很多，其影響又是多方面的，只有將軟件、設備以及成型材料等相結合才能整體提高制件成型質量。隨著3D打印的發展，FDM技術將會得到越來越廣泛的應用。