3D打印熔融沉积成型详解：原理、材料与应用

本资源主要探讨了产品创新设计与3D打印中的熔融沉积成型技术（FDM），这是快速成型工艺的一种，通常用于创建实体零件。首先回顾了上节课的核心内容： 1. FDM成型原理：FDM通过将热塑性材料加热至熔化状态，然后逐层堆积成形。它将CAD模型切分成许多薄层，每个层通过一个喷头挤出材料，逐层堆积。 2. 出丝系统与成型原理：FDM的出丝系统有两种常见方式，即连续流动式和步进式。连续流动式喷嘴始终保持熔融状态，而步进式则在每层打印前将材料熔化。这两种方式确保了精确的层叠加。 3. FDM优缺点分析：优点包括快速原型制作、成本相对较低、适用于多种材料；缺点可能包括表面粗糙度、层与层之间的接合问题以及部分材料限制。 4. FDM工艺过程：在打印过程中，需要预处理CAD模型，添加支撑结构以保持复杂形状的稳定性。支撑材料的选择至关重要，要求能耐受成型材料的高温，易于去除，且具有适当的水溶性。 接下来，资源深入讨论了支撑材料和成型材料的具体特性： - 支撑材料要求：具有脆性，与成型材料结合力弱，以便于后期去除；应具备良好的水溶性，能在特定溶剂中溶解而不产生污染。 - 成型材料要求：如石蜡、塑料（如ABS和PLA）、尼龙、低熔点金属和陶瓷等。其中，ABS和PLA是常用的热塑性塑料，ABS具有更好的机械性能，PLA则更环保，易于生物降解。 最后，通过提问引导读者思考：ABS和PLA的主要区别在于机械强度、成本、耐用性和环境影响等方面。在选择打印扳手这样的应用时，可能需要考虑其耐用性和抗冲击性，因此可能会倾向于使用ABS。 本资源深入解析了FDM工艺的关键环节，强调了材料选择对于打印效果的重要性，并提供了实际应用中的决策指导。这对于理解和实践3D打印技术，特别是FDM工艺，是非常有价值的参考资料。