3D打印技术——FDM技术

祁亮

　　FDM是“Fused Deposition Modeling”的简写形式，即为熔融沉积成型。搞懂FDM成型技术，首先我们需要转变思维。通常2D打印是在一张纸上（一个平面上）完成打印，而3D打印是完成一个立体模型的打印。FDM，通俗来讲就是利用高温将材料融化成液态，通过打印头挤出后固化，最后在立体空间上排列形成立体实物。

中文名

熔融沉积成型

外文名

Fused Deposition Modeling

基本内容

3D打印的学名为增材制造技术，相比传统减材制造技术，增材制造技术是将模型一层层打印出来。就3D打印成型工艺而言五花八门，诸如：FDM、SLA、SLS、SLM、DLP、3DP等，这些成型技术原理不一、各有特色，但无不呈现同一特性，那就是增材制造。

基本概述

熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling,FDM）快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材（如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC等）加热熔化进而堆积成型方法，简称FDM。

原理

熔融沉积成型的原理如下：加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作X-Y平面运动，热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层"画出"截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。[1]

FDM是目前3D打印机使用较广的技术，同时FDM成型技术已被Stratasys公司注册专利。基于FDM成型技术的机型在中国甚至世界3D打印机市场占有较大的比例。较为著名的FDM 3D打印机有MakerBot Replicator系列、3D Systems的Cube系列、太尔时代UP！系列、弘瑞3D打印机等。

当然作为成型技术的FDM同其它成型技术相比有其固有的优缺点。优点：成型精度高、打印模型硬度好、多种颜色。缺点：成型物体表面粗糙。

当我们了解FDM3D打印技术的时候，我们便不会再云里雾里了。其实，FDM成型技术较为简单，只要我们仔细想象一下便会明白其中的内涵。那么，一件件精致美观的3D打印品需要经过哪些步骤出炉的？下一页，我们将了解3D打印的成型过程。

●FDM 3D打印机的线材及应用领域

3D打印下颌骨

线材是流淌在FDM 3D打印机体内的血液，3D打印成品是线材热熔后的分层叠加。基于FDM成型技术的线材种类较多，常见的为ABS、PLA等。

随着3D打印成品增多以及3D打印技术的进步，耗材商以及3D打印机制造商不断开拓可用作3D打印的线材。9月，一款类似金属效果的3D打印耗材copperFill推出。10月，一款硬度比之前线材较高的PLA HS线材诞生。可用作3D打印的材料不断推陈出新，有些是在原有线材加入各种配料，制作出的线材具备新的属性，有些则是开发出的新材质的线材。

FDM成型技术的线材有很多，例如：ABS、PLA、尼龙、木质，甚至食物。随着时间的推移，越来越多的3D打印机生产厂家开始投身线材制作。相比通用线材制造商，3D打印机生产厂家推出的线材更加适用于该厂家生产的3D打印机。大部分线材在直径上有1.75mm、3.0mm两种规格。

FDM较传统制作方法有其独特的优势。首先，可制造较为精细的机械零部件。其次，量产的打印物品可在一定程度上降低生产成本。受价格越来越低、打印成本越来越低、操作越来越简单等因素，基于FDM成型技术的3D打印机越来越被消费者所接受。目前，3D打印技术应用领域较多，医疗、建筑、运输、航天、考古、教育以及工业制造等领域都有涉及。

FDM即为熔融沉积成型是3D打印技术的一种，其在3D打印领域有着至关重要的地位。FDM成型技术主要依靠打印头和打印平台的移动实现三维立体模型的构建。在整个3D打印过程中，线材扮演着至关重要的地位，是整个打印模型的构成物质。关于应用，FDM 3D打印机应用领域较广而且其在不断突破自身的限制，在更多、更广的领域内实现着更多的可能性。