在尚未見到3D打印機之前川砌，想必您同我一樣想一睹3D打印機的“芳容”遗锣，瀏覽關于3D打印機的論壇萤翔、貼吧甚至在百度搜索框中輸入“3D打印機”一探3D打印機的究竟咱茂。一個個“栩栩如生”的3D打印作品映入眼簾掰废，心里對3D打印產生著這樣或那樣的疑惑。3D打印的模型究竟如何出爐缴碉？事實上敢添，3D打印的學名為增材制造技術，相比傳統(tǒng)減材制造技術叁乍，增材制造技術是將模型一層層打印出來季训。就3D打印成型工藝而言五花八門，諸如：FDM剧鹏、SLA热轨、SLS游鹿、SLM盔惑、DLP、3DP等义誓，這些成型技術原理不一律坎、各有特色，但無不呈現(xiàn)同一特性蟋定，那就是增材制造粉臊。之前筆者在《領銜高新技術 國產桌面SLA 3D打印機》系統(tǒng)解析過SLA技術的成型原理草添。今天，筆者將解開FDM技術成型原理的面紗扼仲。

●什么是3D打印技術之FDM

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

精美的3D打印成品

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

平面數軸（左）立體數軸（右）岗命，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诽祠，同時FDM成型技術已被Stratasys公司注冊專利⌒型基于FDM成型技術的機型在中國甚至世界3D打印機市場占有較大的比例秧诊。較為著名的FDM 3D打印機有MakerBot Replicator系列、3D Systems的Cube系列牡徘、太爾時代UP喧撕！系列、弘瑞3D打印機等式伶。

FDM 3D打印機

當然作為成型技術的FDM同其它成型技術相比有其固有的優(yōu)缺點呀琢。優(yōu)點：成型精度高、打印模型硬度好贡金、多種顏色壕归。缺點：成型物體表面粗糙。

當我們了解FDM 3D打印技術的時候衅侥，我們便不會再云里霧里了癞季。其實，F(xiàn)DM成型技術較為簡單倘潜，只要我們仔細想象一下便會明白其中的內涵绷柒。那么，一件件精致美觀的3D打印品需要經過哪些步驟出爐的？下一頁废睦，我們將了解3D打印的成型過程伺绽。

FDM 3D打印技術來源及工藝

●FDM歷史來源及成型過程

先從熔融沉積成型技術的歷史來源說起。FDM技術出現(xiàn)在二十世紀八十年代末期嗜湃。1988年奈应，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公司购披。1992年钥组，第一臺基于熔融沉積成型技術的3D打印產品出售。FDM成型技術已被Stratasys公司注冊專利今瀑。

FDM成型原理相對簡單程梦，打印之前FDM 3D打印機內置軟件自動讀取3D模型數據并將其分層。分層之后橘荠，經過高溫熔化的液態(tài)通過打印頭擠出乞贡，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克酿。

FDM成型原理颅唇，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打印需要經過3D掃描限匕、3D建模的過程西练，最終完成3D打印成品。當然困荤，基于FDM成型技術的3D打印機也不例外然板。除去3D掃描、3D建模過程捎鹤，就3D打印本身而言秃标，F(xiàn)DM成型技術一般經過以下環(huán)節(jié)。首先FDM軟件對3D模型數據進行分析亡荞、分層篡话，生成打印路徑以及支撐路徑。其次水孩，打印頭和打印平臺會升至3D模型設置的溫度镰矿。

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

最后俘种，打印過程中秤标，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生成的路徑進行打印安疗。在打印過程中抛杨，打印頭完成一個平面上的打印任務后够委，打印平臺自動下降一層荐类，打印頭繼續(xù)打印怖现。循環(huán)往復直至成品的完成。

打印頭玉罐，打印時熱熔的液體會從中間細小的孔徑擠出

FDM 3D打印機打印過程屈嗤，當打印頭完成一個層面上的打印后，打印平臺自動向下降吊输，直到成品的完成

在打印過程中饶号，插入打印頭的線材會迅速融化，通過打印頭擠出瞬間凝結季蚂。打印頭溫度較高对轴，根據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肥刻。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亮史，打印平臺上一般覆蓋粘貼紙以便于打印成品的剝離。

●FDM 3D打印機的線材及應用領域

線材是流淌在FDM 3D打印機體內的血液茄溢，3D打印成品是線材熱熔后的分層疊加哩敞。基于FDM成型技術的線材種類較多蝉狭，常見的為ABS点级、PLA等。

紅色的線材撞恰，線材可在顏色上進行分類

隨著3D打印成品增多以及3D打印技術的進步宽缴，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月审服，一款類似金屬效果的3D打印耗材copperFill推出蛆狱。10月，一款硬度比之前線材較高的PLA HS線材誕生磺浙『槎冢可用作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撕氧，制作出的線材具備新的屬性瘤缩，有些則是開發(fā)出的新材質的線材。

copperFill線材伦泥，打印出來的效果類金屬 圖源：(暫不可見)

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

將線材頭插進打印頭中吓缴，線材可有不同顏色以及不同直徑

注：線材頭插入打印頭時寇淑，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)勢少迁。首先兆婆，可制造較為精細的機械零部件。其次遏貌，量產的打印物品可在一定程度上降低生產成本婿哥。受價格越來越低、打印成本越來越低然怕、操作越來越簡單等因素岸零，基于FDM成型技術的3D打印機越來越被消費者所接受。目前鱼灶，3D打印技術應用領域較多竞蹲，醫(yī)療、建筑信高、運輸闸衫、航天、考古诽嘉、教育以及工業(yè)制造等領域都有涉及蔚出。

娛樂

跳棋

●由于應用領域較廣，筆者在這里不一一列舉虫腋，具體應用領域將在下一頁以圖示的形式展現(xiàn)

寫在后面的話：FDM即為熔融沉積成型是3D打印技術的一種骄酗，其在3D打印領域有著至關重要的地位。FDM成型技術主要依靠打印頭和打印平臺的移動實現(xiàn)三維立體模型的構建悦冀。在整個3D打印過程中趋翻，線材扮演著至關重要的地位，是整個打印模型的構成物質盒蟆。關于應用踏烙，F(xiàn)DM 3D打印機應用領域較廣而且其在不斷突破自身的限制，在更多历等、更廣的領域內實現(xiàn)著更多的可能性讨惩。

●FDM 3D打印機應用領域圖賞

家居用品

盒子（左）辟癌，涼亭樣式的燈（中），茶壺（右）

娛樂

哨子荐捻，根據打印材料顏色的不同哨子的顏色也不一

交通

3D打印汽車Strati滩哥，相當拉風 圖源：3dprint

醫(yī)療

3D打印下頜骨 圖源：(暫不可見)

FDM 3D打印機有很廣泛的應用領域，創(chuàng)造了很多和生活十分接近的3D打印品空崇，同樣3D打印技術也被用于航空航天領域措抒、衛(wèi)星制造等多種領域滥尉。

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