【編者按】在尚未見到3D打印機之前，想必您同我一樣想一睹3D打印機的“芳容”，瀏覽關(guān)于3D打印機的論壇平敏、貼吧甚至在百度搜索框中輸入“3D打印機”一探3D打印機的究竟。一個個“栩栩如生”的3D打印作品映入眼簾颗介，心里對3D打印產(chǎn)生著這樣或那樣的疑惑愤惰。3D打印的模型究竟如何出爐？事實上赘理，3D打印的學(xué)名為增材制造技術(shù)宦言，相比傳統(tǒng)減材制造技術(shù)扇单，增材制造技術(shù)是將模型一層層打印出來。就3D打印成型工藝而言五花八門奠旺，諸如：FDM蜘澜、SLA、SLS响疚、SLM鄙信、DLP、3DP等忿晕，這些成型技術(shù)原理不一装诡、各有特色，但無不呈現(xiàn)同一特性践盼，那就是增材制造鸦采。今天，筆者將解開FDM技術(shù)成型原理的面紗因摸。

●什么是3D打印技術(shù)之FDM

或許你曾糾結(jié)于諸如形象各異的小裝飾品究竟如何出爐蜗南，或許你曾苦思憫想搞懂3D打印技術(shù)的成型原理。究竟這些精美的打印品如何通過3D打印出現(xiàn)在人們面前棱硝？

精美的3D打印成品

今天我們來揭示作為3D打印成型技術(shù)之一的熔融沉積成型技術(shù)（FDM）堤麻。FDM是“Fused Deposition Modeling”的簡寫形式，即為熔融沉積成型着届。搞懂FDM成型技術(shù)紧甫，首先我們需要轉(zhuǎn)變思維。通常2D打印是在一張紙上（一個平面上）完成打印抢必，而3D打印是完成一個立體模型的打印匀洪。FDM，通俗來講就是利用高溫將材料融化成液態(tài)耗鲸，通過打印頭擠出后固化厕扼，最后在立體空間上排列形成立體實物。

平面數(shù)軸（左）立體數(shù)軸（右）懒潘，3D打印是完成立體模型的打印工作

FDM是目前3D打印機使用較廣的技術(shù)胚茴，同時FDM成型技術(shù)已被Stratasys公司注冊專利”啬幔基于FDM成型技術(shù)的機型在中國甚至世界3D打印機市場占有較大的比例蒋搜。較為著名的FDM 3D打印機有MakerBot Replicator系列、3D Systems的Cube系列判莉、太爾時代UP豆挽！系列、弘瑞3D打印機等。

FDM 3D打印機

當(dāng)然作為成型技術(shù)的FDM同其它成型技術(shù)相比有其固有的優(yōu)缺點帮哈。優(yōu)點：成型精度高膛檀、打印模型硬度好、多種顏色娘侍。缺點：成型物體表面粗糙咖刃。

當(dāng)我們了解FDM 3D打印技術(shù)的時候，我們便不會再云里霧里了憾筏。其實僵缺，F(xiàn)DM成型技術(shù)較為簡單，只要我們仔細想象一下便會明白其中的內(nèi)涵踩叭。那么磕潮，一件件精致美觀的3D打印品需要經(jīng)過哪些步驟出爐的？下一頁锋辩，我們將了解3D打印的成型過程暖经。

FDM 3D打印技術(shù)來源及工藝

●FDM歷史來源及成型過程

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

FDM成型原理相對簡單尼软，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。分層之后傲丹，經(jīng)過高溫熔化的液態(tài)通過打印頭擠出便透，擠出后遇冷迅速凝結(jié)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酬俯。

FDM成型原理航厚，打印頭實現(xiàn)一個平面上的移動，打印平臺上下移動實現(xiàn)分層

3D打印需要經(jīng)過3D掃描锰蓬、3D建模的過程幔睬，最終完成3D打印成品。當(dāng)然芹扭，基于FDM成型技術(shù)的3D打印機也不例外麻顶。除去3D掃描、3D建模過程冯勉，就3D打印本身而言澈蚌，F(xiàn)DM成型技術(shù)一般經(jīng)過以下環(huán)節(jié)。首先FDM軟件對3D模型數(shù)據(jù)進行分析灼狰、分層宛瞄，生成打印路徑以及支撐路徑。其次交胚，打印頭和打印平臺會升至3D模型設(shè)置的溫度份汗。

打印頭（左上）打印平臺（下方），打印開始后打印平臺從上向下運動

最后蝴簇，打印過程中伤刑，打印頭在平面上的位移以及打印平臺上下位移會形成一個三維空間，打印頭和打印平臺根據(jù)生成的路徑進行打印鹤曼。在打印過程中入撇，打印頭完成一個平面上的打印任務(wù)后，打印平臺自動下降一層暇创，打印頭繼續(xù)打印晤裆。循環(huán)往復(fù)直至成品的完成。

打印頭屈腻，打印時熱熔的液體會從中間細小的孔徑擠出

FDM 3D打印機打印過程停间，當(dāng)打印頭完成一個層面上的打印后，打印平臺自動向下降姑王，直到成品的完成

在打印過程中叙棚，插入打印頭的線材會迅速融化，通過打印頭擠出瞬間凝結(jié)盆战。打印頭溫度較高粗排，根據(jù)材料的不同以及模型設(shè)計溫度的不同，打印頭的溫度相對也不同诈火。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彬呻，打印平臺上一般覆蓋粘貼紙以便于打印成品的剝離。

●FDM 3D打印機的線材及應(yīng)用領(lǐng)域

線材是流淌在FDM 3D打印機體內(nèi)的血液柄瑰，3D打印成品是線材熱熔后的分層疊加闸氮。基于FDM成型技術(shù)的線材種類較多教沾，常見的為ABS蒲跨、PLA等。

紅色的線材授翻，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(shù)的進步或悲，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。9月堪唐，一款類似金屬效果的3D打印耗材copperFill推出巡语。10月翎蹈，一款硬度比之前線材較高的PLA HS線材誕生∧泄可用作3D打印的材料不斷推陳出新荤堪，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码完，有些則是開發(fā)出的新材質(zhì)的線材办适。

copperFill線材，打印出來的效果類金屬

FDM成型技術(shù)的線材有很多银悄，例如：ABS点溶、PLA、尼龍淫雾、木質(zhì)比端，甚至食物。隨著時間的推移簇像，越來越多的3D打印機生產(chǎn)廠家開始投身線材制作擎津。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打印機啊嘁。大部分線材在直徑上有1.75mm朵聪、3.0mm兩種規(guī)格。

將線材頭插進打印頭中干际，線材可有不同顏色以及不同直徑

注：線材頭插入打印頭時亮花，可通過點擊“一鍵進料”使線材固定牢靠。

FDM較傳統(tǒng)制作方法有其獨特的優(yōu)勢弓熏。首先恋谭，可制造較為精細的機械零部件。其次挽鞠，量產(chǎn)的打印物品可在一定程度上降低生產(chǎn)成本疚颊。受價格越來越低、打印成本越來越低信认、操作越來越簡單等因素材义，基于FDM成型技術(shù)的3D打印機越來越被消費者所接受。目前嫁赏，3D打印技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域較多其掂，醫(yī)療、建筑潦蝇、運輸款熬、航天、考古攘乒、教育以及工業(yè)制造等領(lǐng)域都有涉及贤牛。

娛樂

跳棋

●由于應(yīng)用領(lǐng)域較廣怀程，筆者在這里不一一列舉，具體應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃谙乱豁撘詧D示的形式展現(xiàn)

寫在后面的話：FDM即為熔融沉積成型是3D打印技術(shù)的一種钝菲，其在3D打印領(lǐng)域有著至關(guān)重要的地位遣备。FDM成型技術(shù)主要依靠打印頭和打印平臺的移動實現(xiàn)三維立體模型的構(gòu)建。在整個3D打印過程中患敢，線材扮演著至關(guān)重要的地位，是整個打印模型的構(gòu)成物質(zhì)嘁压。關(guān)于應(yīng)用邦孽，F(xiàn)DM 3D打印機應(yīng)用領(lǐng)域較廣而且其在不斷突破自身的限制，在更多爆踱、更廣的領(lǐng)域內(nèi)實現(xiàn)著更多的可能性揣喻。

●FDM 3D打印機應(yīng)用領(lǐng)域圖賞

家居用品

盒子（左），涼亭樣式的燈（中）变抡，茶壺（右）

交通

3D打印汽車Strati汰畔，相當(dāng)拉風(fēng)

醫(yī)療

3D打印下頜骨

FDM 3D打印機有很廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，創(chuàng)造了很多和生活十分接近的3D打印品酌省，同樣3D打印技術(shù)也被用于航空航天領(lǐng)域捂滓、衛(wèi)星制造等多種領(lǐng)域。

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