3D打印技術(shù)原理——熔融擠壓式FDM

熔融擠壓式FDM

01 FDM技術(shù)原理

3D打印機(jī)是近年來出現(xiàn)的新名詞，3D打印的核心思想來源于快速成型制造技術(shù)。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(jī)主要采用的成型原理有熔融沉積成型（Fused Deposition Manufacturing，F(xiàn)DM）、選擇性激光燒結(jié)（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(shí)三維噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下，根據(jù)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(fù)以上過程，繼續(xù)熔噴沉積，直至形成整個(gè)實(shí)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(gè)微型噴嘴結(jié)構(gòu)噴出來。噴嘴相對于平臺進(jìn)行X/Y方向的程控運(yùn)動(dòng)按照模型的斷層切面圖形進(jìn)行填充直至完成一個(gè)層面的圖形繪制，然后成型平臺下降一個(gè)增量單位（通常為0.1～0.3mm）再繼續(xù)繪制下一個(gè)斷層切面圖形，一層一層熔接在一起，直至完成整個(gè)實(shí)體模型。

打印運(yùn)行原理：X軸步進(jìn)電機(jī)通過同步帶帶動(dòng)“X動(dòng)力-Y滑行軸”旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，“X動(dòng)力-Y滑行軸”通過同步帶帶動(dòng)“X隨動(dòng)-Y滑行軸”旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滑塊與兩側(cè)同步帶固定。這樣，滑塊就可以做直線運(yùn)動(dòng)。Y滑行軸通過兩側(cè)滑塊固定，與滑塊同步運(yùn)動(dòng)。這樣十字軸中心滑塊就可以沿著“X滑行軸”做直線運(yùn)動(dòng)。形成X方向運(yùn)動(dòng)。

同理，Y軸步進(jìn)電機(jī)通過同步帶帶動(dòng)“Y動(dòng)力-X滑行軸”旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，“Y動(dòng)力-X滑行軸”通過同步帶帶動(dòng)“Y隨動(dòng)-X滑行軸”旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滑塊與兩側(cè)同步帶固定。這樣，滑塊就可以做直線運(yùn)動(dòng)。X滑行軸通過兩側(cè)滑塊固定，與滑塊同步運(yùn)動(dòng)。這樣“X滑行軸”帶動(dòng)十字軸中心滑塊就可以沿著“Y滑行軸”做直線運(yùn)動(dòng)。形成Y方向運(yùn)動(dòng)。

精度穩(wěn)定性控制原理：在Y動(dòng)力-X滑行軸和Y隨動(dòng)-X滑行軸上分別套上一根銅套，此銅套與該軸滑動(dòng)配合，再將Y滑行軸壓在該兩銅套上，這樣Y動(dòng)力-X滑行軸和Y隨動(dòng)-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(dòng)力-Y滑行軸和X隨動(dòng)-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(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的平面度得以很好保證。

03  技術(shù)特點(diǎn)

主要使用材料：PLA、ABS。該技術(shù)主要應(yīng)用在塑料制外觀快速驗(yàn)證、創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證、塑料制零配件功能性驗(yàn)證方面，并在電子產(chǎn)品行業(yè)、模具行業(yè)、機(jī)械裝備零配件行業(yè)等領(lǐng)域產(chǎn)生較多的解決方案。高精度的熔融沉積成型桌面3D打印機(jī)，一定要*摒棄開源的技術(shù)，真正做到3D打印機(jī)的簡易化操作，達(dá)到即插電即打印的水平。該高精度3D打印機(jī)屬于桌面級3D打印機(jī)的產(chǎn)品，更加的益于對產(chǎn)品尺寸，產(chǎn)品外觀有高要求的客戶群體，為行業(yè)客戶提供廉價(jià)快速的塑料制模型及快速的小批量打樣及外觀結(jié)構(gòu)驗(yàn)證提供了很好的解決方案，是目前3D打印服務(wù)中g(shù)aoxiao的快速成型解決方案。

該類設(shè)備可用于：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)驗(yàn)證、產(chǎn)品外觀驗(yàn)證、塑料制品功能性驗(yàn)證、電子產(chǎn)品外殼小樣、模具制品結(jié)構(gòu)驗(yàn)證、個(gè)性化玩具制造、個(gè)性化教學(xué)具制造、個(gè)性化產(chǎn)品定制。

04  典型設(shè)備

PanowinF3CL在業(yè)內(nèi)乃至shouci采用了全閉環(huán)控制技術(shù)；機(jī)器具有雙核處理器的全閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制電路，能夠?qū)崟r(shí)反饋處于運(yùn)動(dòng)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(shù)和模糊控制算法，對打印頭的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償和修正，從而消除了機(jī)械配合誤差、皮帶回隙等影響因素，*解決開源3D打印機(jī)打印精度不高、表面粗糙等弊病。

全閉環(huán)技術(shù)zuida的好處是，當(dāng)打印頭由于電機(jī)失步、機(jī)械卡頓或外力干擾等原因出現(xiàn)打印錯(cuò)位時(shí)，F(xiàn)3CL*zhuanli“記憶性jingzhun回歸技術(shù) SMART Retrieve TM”將使得打印頭快速、準(zhǔn)確恢復(fù)到原先的軌跡中，從而永遠(yuǎn)避免模型錯(cuò)層，解決了zui讓設(shè)計(jì)師和使用者頭疼的打印模型在打印中途報(bào)廢的問題，極大提高了打印成品率。擁有Panwoin F3CL, 您將優(yōu)享全閉環(huán)控制zhuanli技術(shù)帶來的各項(xiàng)優(yōu)勢。有一個(gè)需要打印80小時(shí)的模型必須毫無差錯(cuò)、按時(shí)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(huì)一下，已經(jīng)打印了28小時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)因具有先天缺陷各方面待完善而工作不穩(wěn)定的這臺開環(huán)控制開源3D打印機(jī)發(fā)生了打印異常中斷、打印步驟紊亂、亦或是打印失步錯(cuò)位，從而導(dǎo)致模型報(bào)廢、任務(wù)zui終失敗時(shí)的抓狂心情吧。沒錯(cuò)，此時(shí)您所需要的經(jīng)過2年刻苦鉆研，zui終研發(fā)成功的就是Panowin F3CL，shoukuan具備真正全閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的3D打印機(jī)，協(xié)助您完成這項(xiàng)重要任務(wù)。

產(chǎn)品特色：

① 的智能控制配合精密的機(jī)械設(shè)計(jì)造就微米級成型尺寸精度；

zui小成型層厚：50微米；

實(shí)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(jī)將實(shí)現(xiàn)曲面模型與裝配模型。解決市場上廉價(jià)3D打印機(jī)無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)以及需要組裝模型部件的普遍問題。

② 智能3D打印機(jī)24小時(shí)無人看管穩(wěn)定運(yùn)行，省心省力；

提供無人看管時(shí)間發(fā)生意外情況的智能保護(hù)功能；

提供無人看管時(shí)間耗材意外情況的智能保護(hù)功能；

提供無人看管時(shí)間打印模型意外情況的智能保護(hù)功能；

解決市場上廉價(jià)3D打印機(jī)普遍存在的以下問題：

1. 設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定

2. 無法長時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行

3. 打印模型成品率不高

4. 時(shí)常出現(xiàn)意外情況導(dǎo)致部件損壞

③ 機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制實(shí)際成型效果，支持多樣化耗材打印；

可調(diào)節(jié)溫度加熱平臺：提供多品種耗材的打印環(huán)境；

智能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)：確保實(shí)際打印精度；

智能控制：自動(dòng)送退絲，耗材自動(dòng)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(jià)3D打印機(jī)鏤空模型、模型斜面部分支撐難去除、設(shè)備常出現(xiàn)堵頭情況導(dǎo)致設(shè)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(shù)”將使得打印頭快速、準(zhǔn)確恢復(fù)到原先的軌跡中，從而永遠(yuǎn)避免模型錯(cuò)層，解決了zui讓師生們頭痛的打印過程中途報(bào)廢的問題，極大的提高了打印成品率。為培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)新素養(yǎng)，創(chuàng)造自信心以及內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，起到了重要的促進(jìn)效果。幫助教師們有效的組織起創(chuàng)意創(chuàng)作活動(dòng)，不再被設(shè)備的不穩(wěn)定而限制。