3D打印技術原理——熔融擠壓式FDM

熔融擠壓式FDM

01 FDM技術原理

3D打印機是近年來出現的新名詞，3D打印的核心思想來源于快速成型制造技術。快速成型的制造方式是采用離散堆積的疊加式成型，也可稱為“增材制造”。目前上3D打印機主要采用的成型原理有熔融沉積成型（Fused Deposition Manufacturing，FDM）、選擇性激光燒結（Selective Laser Sintering，SLS）、光固化成型（Stereolithography Apparatus，SLA）、激光切割疊層制造法（Laminated Object Manufacturing，LOM）等。

而熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling 簡稱FDM），又被稱為熔絲沉積法或絲狀材料選擇性熔覆。它是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時三維噴頭在計算機的控制下，根據截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺上，快速冷卻后形成一層截面。然后重復以上過程，繼續熔噴沉積，直至形成整個實體造型。

02 工藝過程

熔融沉積成型又稱為熔絲制造，它是將絲狀的熱熔性材料通過可控加熱裝置加熱到一定溫度，再通過一個微型噴嘴結構噴出來。噴嘴相對于平臺進行X/Y方向的程控運動按照模型的斷層切面圖形進行填充直至完成一個層面的圖形繪制，然后成型平臺下降一個增量單位（通常為0.1～0.3mm）再繼續繪制下一個斷層切面圖形，一層一層熔接在一起，直至完成整個實體模型。

打印運行原理：X軸步進電機通過同步帶帶動“X動力-Y滑行軸”旋轉運動，“X動力-Y滑行軸”通過同步帶帶動“X隨動-Y滑行軸”旋轉運動，滑塊與兩側同步帶固定。這樣，滑塊就可以做直線運動。Y滑行軸通過兩側滑塊固定，與滑塊同步運動。這樣十字軸中心滑塊就可以沿著“X滑行軸”做直線運動。形成X方向運動。

同理，Y軸步進電機通過同步帶帶動“Y動力-X滑行軸”旋轉運動，“Y動力-X滑行軸”通過同步帶帶動“Y隨動-X滑行軸”旋轉運動，滑塊與兩側同步帶固定。這樣，滑塊就可以做直線運動。X滑行軸通過兩側滑塊固定，與滑塊同步運動。這樣“X滑行軸”帶動十字軸中心滑塊就可以沿著“Y滑行軸”做直線運動。形成Y方向運動。

精度穩定性控制原理：在Y動力-X滑行軸和Y隨動-X滑行軸上分別套上一根銅套，此銅套與該軸滑動配合，再將Y滑行軸壓在該兩銅套上，這樣Y動力-X滑行軸和Y隨動-X滑行軸與Y滑行軸之間的軸心平行度得到保證，另一端的X動力-Y滑行軸和X隨動-Y軸與X滑行軸也是如此安裝。雙“十”字軸與“口”字軸的連接方式采用光軸相切接觸的方式，這樣可以保證軸間距的一致性，從而使XY運動系統的平面度得以很好保證。

03  技術特點

主要使用材料：PLA、ABS。該技術主要應用在塑料制外觀快速驗證、創新結構設計驗證、塑料制零配件功能性驗證方面，并在電子產品行業、模具行業、機械裝備零配件行業等領域產生較多的解決方案。高精度的熔融沉積成型桌面3D打印機，一定要*摒棄開源的技術，真正做到3D打印機的簡易化操作，達到即插電即打印的水平。該高精度3D打印機屬于桌面級3D打印機的產品，更加的益于對產品尺寸，產品外觀有高要求的客戶群體，為行業客戶提供廉價快速的塑料制模型及快速的小批量打樣及外觀結構驗證提供了很好的解決方案，是目前3D打印服務中gaoxiao的快速成型解決方案。

該類設備可用于：產品結構驗證、產品外觀驗證、塑料制品功能性驗證、電子產品外殼小樣、模具制品結構驗證、個性化玩具制造、個性化教學具制造、個性化產品定制。

04  典型設備

PanowinF3CL在業內乃至shouci采用了全閉環控制技術；機器具有雙核處理器的全閉環運動控制電路，能夠實時反饋處于運動控制zui末端的打印頭位置信息，通過gaoxiao智能的平滑匹配技術和模糊控制算法，對打印頭的運動進行實時補償和修正，從而消除了機械配合誤差、皮帶回隙等影響因素，*解決開源3D打印機打印精度不高、表面粗糙等弊病。

全閉環技術zuida的好處是，當打印頭由于電機失步、機械卡頓或外力干擾等原因出現打印錯位時，F3CL*zhuanli“記憶性jingzhun回歸技術 SMART Retrieve TM”將使得打印頭快速、準確恢復到原先的軌跡中，從而永遠避免模型錯層，解決了zui讓設計師和使用者頭疼的打印模型在打印中途報廢的問題，極大提高了打印成品率。擁有Panwoin F3CL, 您將優享全閉環控制zhuanli技術帶來的各項優勢。有一個需要打印80小時的模型必須毫無差錯、按時完成，該怎么辦？這是很多用戶頭疼的問題；也是很多廠家回避的問題。

試著體會一下，已經打印了28小時，卻發現因具有先天缺陷各方面待完善而工作不穩定的這臺開環控制開源3D打印機發生了打印異常中斷、打印步驟紊亂、亦或是打印失步錯位，從而導致模型報廢、任務zui終失敗時的抓狂心情吧。沒錯，此時您所需要的經過2年刻苦鉆研，zui終研發成功的就是Panowin F3CL，shoukuan具備真正全閉環運動控制技術的3D打印機，協助您完成這項重要任務。

產品特色：

① 的智能控制配合精密的機械設計造就微米級成型尺寸精度；

zui小成型層厚：50微米；

實際打印成型精度：＜100微米；

定位精度：XY軸:10微米/Z軸:1.25微米；

磐紋科技高精度桌面3D打印機將實現曲面模型與裝配模型。解決市場上廉價3D打印機無法實現復雜曲面結構以及需要組裝模型部件的普遍問題。

② 智能3D打印機24小時無人看管穩定運行，省心省力；

提供無人看管時間發生意外情況的智能保護功能；

提供無人看管時間耗材意外情況的智能保護功能；

提供無人看管時間打印模型意外情況的智能保護功能；

解決市場上廉價3D打印機普遍存在的以下問題：

1. 設備運行不穩定

2. 無法長時間持續穩定運行

3. 打印模型成品率不高

4. 時常出現意外情況導致部件損壞

③ 機械運動控制實際成型效果，支持多樣化耗材打印；

可調節溫度加熱平臺：提供多品種耗材的打印環境；

智能運動控制系統：確保實際打印精度；

智能控制：自動送退絲，耗材自動檢測；

一體化噴頭：拆卸清理方便、不易堵頭、出絲瞬間凝固，斜角面打印無需支撐；

解決市面上廉價3D打印機鏤空模型、模型斜面部分支撐難去除、設備常出現堵頭情況導致設備損壞、打印表面更光滑、效果更好。

④ F3CL*zhuanli“記憶性jingzhun回歸技術”將使得打印頭快速、準確恢復到原先的軌跡中，從而永遠避免模型錯層，解決了zui讓師生們頭痛的打印過程中途報廢的問題，極大的提高了打印成品率。為培養學生們的創新素養，創造自信心以及內在驅動力，起到了重要的促進效果。幫助教師們有效的組織起創意創作活動，不再被設備的不穩定而限制。