什么是FDM 3D打印技术？

FDM 打印是什么意思？

FDM是“熔融沉积建模”（Fused Deposition Modeling）的缩写，同样亦被称作FFF，即“熔融灯丝制造”（Fused Filament Fabrication）。这种技术属于3D打印增材制造工艺中的材料挤出类别。在FDM打印中，通过在预定的路径中逐层选择性地沉积熔化的材料来构建对象。所用的材料是热塑性聚合物，呈长丝状。

FDM 3D打印技术原理（打印过程）

第一步：热塑性材料丝首先装入打印机。一旦喷嘴达到所需温度，丝材将被送入挤出头和喷嘴中熔化。

第二步：挤压头连接到一个3轴系统，允许它在X、Y和Z方向上移动。熔化的材料被挤压成细丝，并在预定的位置一层一层沉积，冷却和凝固。必要时，需通过使用连接在挤压头上的冷却风扇来加速材料的冷却固化。

第三步：填充一个区域，需要多次往复运动打印。当单层完成后，构建平台向下移动（或者在其他设备中，挤压头向上移动），开始沉积新的一层。重复此过程直到零件完成。

FDM 3D打印的优缺点

优点：

1.FDM是生产定制热塑性零件和原型的最具成本效益的方法。

2.由于技术的高可用性，FDM的交货周期短。

3.有多种热塑性材料可供选择，既适用于原型制作，也适用于一些非商业功能性应用。

不足：

1.与其他3D打印技术相比，FDM的尺寸精度和分辨率最低，因此不适用于具有复杂细节的零件。

2.FDM零件可能具有可见的层线，因此需要进行后处理以获得平滑的表面。

3.层间粘附机制使得FDM零件具有固有的各向异性。

FDM打印参数

大多数 FDM 系统允许调整多个过程参数，包括喷嘴和构建平台的温度、构建速度、层高和冷却风扇的速度。但从设计师的角度来看，重要的是构建大小和层高度. 

一般设备的构建尺寸如下：

桌面级3D打印机： 200 x 200 x 200 mm   精度：±0.5%（最低±0.5mm） 

工业级3D打印机： 1000 x 1000 x 1000 mm   精度：±0.15（最低±0.2mm）

单层打印高度在50 - 400 um之间。较小的层高度可产生更光滑的部件，更准确地捕获弯曲的几何形状，而较大的高度可更快、成本更低地生成部件。一般情况下，最常用的层高是200微米。

支撑结构与桥连

1.桥连

加热后的材料呈现半熔融态，该状态下的材料可以在两个点之间短距离拉伸。桥连允许材料在没有支撑和允许最小下垂的情况下打印。但如果桥连的距离超过5mm，通常需要支撑才能提供准确的打印处理。此外，在某些外延悬臂的打印时，如果其悬臂角度在一定范围内，也可以无支撑打印。

2.支撑

FDM 打印方法采用两种类型的支撑：

第一种，扁平手风琴或格子形状，该形状是最常见的，也是最适合大多数FDM打印。 

第二种，“树状”支撑，该类型支撑被广泛应用与现在的大多数FDM设备上。“树状”支撑可以保证支撑与打印表面的接触较少，可以获得更好的表面后处理效果。

支撑在FDM打印中是必不可少的，但其也存在一些问题，例如需要后处理，图层不够完美，增加打印成本等。

填充密度与壳厚度

FDM 部件通常不打印实心，以减少打印时间和节省材料。取而代之的是，根据物体的外周长打印一个壳体，然后在内部填充一个低密度结构（称为“填充物”）。

填充密度和壳厚度极大地影响了一个部分的强度。对于桌面式 FDM 3D打印机，默认设置为25%填充密度和1 mm外壳厚度，这是快速打印强度和速度之间的良好方案。