前幾天有同學問我,
FFF和FDM 3D打印成型技術到底有什么區(qū)別,成型原理有什么不同,今天我給大家詳細介紹下這幾種成型技術。
FFF,F(xiàn)used Filament Fabrication ,熔融長絲制造 ;
FDM,F(xiàn)used Deposition Modeling , 熔融沉積成型 ;
還有兩個很少看到的縮寫:
FLM, Fused Layer Modeling/Manufacturing ,熔接層建模/制造 ;
FFM, Fused Filament Modeling , 熔絲成型。
四種說法表達的其實是同一個意思,是一種將各種熱熔性的絲狀材料(蠟、PLA、ABS和尼龍等)加熱熔化成形的方法,是3D打印技術的一種,核心技術原理與應用都是相同的。
熔融沉積成型技術所用的成型材料一般為熱塑性材料,常見的有 PLA、ABS、尼龍等。其工藝原理是成型材料和支撐材料通過送絲機構送進相應的噴嘴,在噴嘴內被加熱至熔融狀態(tài),噴嘴通過成型系統(tǒng)的控制,根據提前設定的輪廓信息和填充軌跡做平面運動,而且經由噴嘴擠出的材料均勻地平鋪在每一層截面輪廓上,此時被擠出的絲材在短時間內快速冷卻,并和上一層固化的材料粘連在一起,層層堆積,最終生成所需的實體零件。
FFF和FDM 3D打印技術之間的區(qū)別
FFF和FDM 3D打印技術之間沒有什么區(qū)別,只所以有幾種不同說法主要只是為了避開前者FDM專利問題。最初開發(fā)該3D打印技術時,美國Stratysys Inc.注冊了FDM熔融層積成型技術專利。隨著3D打印在制造商中越來越受歡迎,RepRap創(chuàng)建了FFF開放社區(qū),這樣人們就可以討論該技術而不必擔心侵權問題。目前市面主流用語還是FDM。
熔融沉積成型技術優(yōu)勢及不足
熔融沉積成型技術之所以能夠得到廣泛應用,主要是由于其具有其他快速成型工藝所不具備的優(yōu)勢,具體表現(xiàn)為以下幾方面:
1、成型材料廣泛熔融沉積成型技術所應用的材料種類很多,主要有PLA、ABS、尼龍、石蠟、鑄蠟、人造橡膠等熔點較低的材料,及低熔點金屬、陶瓷等絲材,這可以用來制作金屬材料的模型件或 PLA 塑料、尼龍等零部件和產品。
2、成本相對較低,因為熔融沉積成型技術不使用激光,與其他使用激光器的快速成型技術相比較而言,它的制作成本很低;除此之外,其原材料利用率很高并且?guī)缀醪划a生任何污染,而且在成型過程中沒有化學變化的發(fā)生,制件的翹曲變形小,在很大程度上降低了成型成本。
3、后處理過程比較簡單,熔融沉積成型技術所采用的支撐結構很容易去除,尤其是模型的變形比較微小,原型制件的支撐結構只需要經過簡單的剝離就能直接使用。出現(xiàn)的水溶性支撐材料使支撐結構更易剝離。
4、原材料以卷軸絲的形式提供,易于搬運和快速更換。
5、用蠟成型的原型零件,可以直接用于熔模鑄造。
6、FDM系統(tǒng)無毒性且不產生異味、粉塵、噪音等污染。不用花錢建立與維護專用場地,適合于辦公室設計環(huán)境使用。
7、材料強度、韌性優(yōu)良,可以裝配進行功能測試。
此外,熔融沉積成型技術還有以下優(yōu)點:用石蠟成型的制件,能夠快速直接地用于失蠟鑄造;能制造任意復雜外形曲面的模型件;可直接制作彩色的模型制件。當然,和其他快速成型工藝相比較而言,熔融沉積成型技術在以下方面還存在一定的不足:
1、只適用于中小型模型件的制作;
2、成型零件的表面條紋比較明顯;
3、厚度方向的結構強度比較薄弱,因為擠出的絲材是在熔融狀態(tài)下進行層層堆積,而相鄰截面輪廓層之間的粘結力是有限的,所以成型制件在厚度方向上的結構強度較弱;
4、成型速度慢、成型效率低;
5、與截面垂直的方向強度小,需要設計和制作支撐結構;
6、原材料價格昂貴;
7、噴頭容易發(fā)生堵塞,不便維護。