3D打印技术之FDM熔融沉积成型工艺(Fused Deposition Modeling)

熔融层积（Fused deposition modeling，简称FDM）是一种常见的3D打印技术，它使用热塑性材料，通过控制喷嘴的移动和加热温度，逐层堆积材料来创建三维物体。

本文将就这一主题展开详细讨论。

1. FDM的工作原理FDM技术最早由斯特拉特伯德在1988年发明，其工作原理是将热塑性材料（如ABS、PLA等）从喷嘴中挤出，在底板上一层一层地堆积，直到整个物体被建立出来。

在挤出之后，材料迅速冷却并凝固，形成固态的曲线和表面。

2. FDM的优点与其他3D打印技术相比，FDM有着诸多优点。

它的材料种类多样，可以满足不同需求；FDM设备相对便宜，易于操作，操作成本也较低；FDM打印速度快，能够满足大批量生产的需求；FDM打印的物体表面光滑，精度高，可以满足许多行业的要求。

3. FDM的应用领域由于FDM技术具有上述优点，因此在众多行业均有广泛应用。

医疗行业利用FDM技术打印医学模型，用于手术前的模拟和培训；航空航天领域使用FDM技术打印轻量化零部件，提高飞行器的性能；汽车制造业利用FDM技术快速打印样机和零部件，加快产品研发和更新周期；建筑行业利用FDM技术打印建筑模型和构件等。

4. FDM的挑战尽管FDM技术具有诸多优点，但也面临一些挑战。

FDM打印速度虽然快，但是在打印大型物体时，花费的时间依然较长；FDM打印的物体表面虽然光滑，但与其他3D打印技术相比，精度和细节仍有提升空间；另外，FDM打印材料对环境温度和湿度的要求较高。

5. FDM技术的发展趋势随着3D打印技术的不断发展，FDM技术也在不断改进和完善。

未来，FDM技术有望实现更高的打印速度和更高的精度；材料方面，FDM技术将会不断扩大适用的材料范围，以满足更多行业的需求；FDM设备也会更加智能化，易于操作，降低使用门槛。

熔融层积（Fused deposition modeling，简称FDM）作为一种常见的3D打印技术，具有诸多优点，并在各行业得到了广泛应用。

fdm和mem工艺原理一、FDM工艺原理FDM工艺（Fused Deposition Modeling）即熔融沉积成型，在3D打印领域广泛应用。

该工艺主要通过加热熔融的热塑性聚合物，将其喷射到工作平台上，根据预设轨迹进行控制，逐层堆积形成三维实体。

1.加热喷嘴FDM工艺最基本的组成部分是加热喷嘴，其主要作用是将热塑性聚合物加热至一定温度，使其熔化，便于喷射。

加热喷嘴还需要能够准确的控制喷射的速度和位置，以实现对打印模型的精细控制。

2.热床热床是FDM工艺中的另一个重要部分，其主要作用是加热打印的工作平台，以减少模型变形或撕裂的风险。

热床的加热方式通常是通过加热丝、加热板或者PID温控系统进行。

3.打印材料FDM工艺使用的打印材料主要是热塑性聚合物，如ABS、PLA、PETG等。

它们通过在加热喷嘴中熔化，然后被逐层堆积到工作平台上进行打印。

4.逐层堆积FDM工艺最为独特的部分就是逐层堆积的过程。

当打印机将喷嘴移动到工作平台的特定位置时，聚合物被加热喷嘴熔化，然后通过石英管和挤出机喷出，逐层堆积成模型。

MEM工艺（Micro-Electromechanical Systems）即微电子机械系统，是一种通过微纳加工技术制造微小机械结构的技术。

MEM工艺可以制造出很小的元件，比如传感器、阀门、显示器等，应用非常广泛。

1.微电子技术微电子技术是MEM工艺的核心技术之一，其主要用于制造微小的电路、传感器和集成电路等。

它的制造工艺一般分为晶圆制造、微影制造、刻蚀、沉积、半导体器件制造等环节。

2.微加工技术MEM工艺中的微加工技术包括激光加工、电化学加工、微切削、离子束刻蚀等。

这些技术一般都能够对材料进行较为精确的加工处理，以满足微小结构的制造需求。

3.微纳米制造微纳米制造是MEM技术的重要内容，其主要包括微型器件的设计、制造和组装等过程。

制造微米级物体需要高分辨率的制造设备，并且需要具备高度的精度和可靠性。

4.微机械结构MEM工艺可以制造各种微型机械结构，如微型电机、微型阀门、微型传感器等。

3D打印机的主要技术平台及优缺点3D打印技术从狭义上来说主要是指增材成型技术，从成型工艺上看，3D打印技术突破了传统成型方法，通过快速自动成型系统与计算机数据模型结合，无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的原型，这使得产品的设计生产周期大大缩短，生产成本大幅下降。

3D打印，俗称“三维打印技术”或“快速制造技术”，是对一系列“增材制造”技术的总称。

那么，3D打印技术主要分为哪几种，优缺点是什么呢？以下详细说明：一、FDM：熔融沉积成型工艺熔融沉积成型工艺（Fused Deposition Model-ing, FDM）是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术。

该技术于1988年发明，随后Stratasys公司成立并在1992年推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者（3DModeler）”，这也标志着FDM技术步入商用阶段。

国内的清华大学、北京大学、北京殷华公司、中科院广州电子技术有限公司都是较早引进FDM技术并进行研究的科研单位。

FDM工艺无需激光系统的支持，所用的成型材料也相对低廉，总体性价比高，这也是众多开源桌面3D打印机主要采用的技术方案。

FDM成型原理：熔融沉积有时候又被称为熔丝沉积，它将丝状的热熔性材料进行加热融化，通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来。

喷头可以沿X轴的方向进行移动，工作台则沿Y轴和Z轴方向移动（当然不同的设备其机械结构的设计也许不一样），熔融的丝材被挤出后随即会和前一层材料粘合在一起。

一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度，然后重复以上的步骤直到工件完全成型。

下面我们一起来看看FDM的详细技术原理（如图1）。

FDM成型技术的优点：（1）成本低。

熔融沉积造型技术用液化器代替了激光器，设备费用低；另外原材料的利用效率高且没有毒气或化学物质的污染，使得成型成本大大降低。

（2）原材料以材料卷得的形式提供，易于粉末材料搬运和储存以及快速更换；（3）原材料在成型过程中无化学变化，相对金属粉末，树脂固化制件成型的变形小。

大幅面工业级熔融沉积式FDM随着科技的飞速发展，3D打印技术已经逐渐渗透到各个行业领域，为人们的生活和生产带来了诸多变革。

而在众多3D打印技术中，大幅面工业级熔融沉积式FDM（Fused Deposition Modeling）技术以其独特的优势和广泛的应用前景，正越来越受到人们的。

大幅面工业级熔融沉积式FDM技术是一种基于数字模型文件的3D打印技术。

其基本原理是，通过将丝状材料如ABS、PLA等加热至熔点，再由打印头按照预定的轨迹进行挤出并快速凝固，从而逐层堆积成三维实体。

大幅面工业级熔融沉积式FDM技术的优势主要表现在以下几个方面。

其成型速度快，可实现高效、快速的3D打印。

该技术的成型品质较高，能较好地保留细节和精度。

由于仅需使用丝状材料，因此大幅面工业级熔融沉积式FDM技术的材料浪费较少，具有较好的环保性。

大幅面工业级熔融沉积式FDM技术的应用领域非常广泛。

在工业生产领域，该技术可应用于产品原型制作、模具制造等领域，提高生产效率和质量。

在医疗领域，大幅面工业级熔融沉积式FDM技术可制作定制化的医疗器械、人工关节等，为患者提供更加个性化的治疗方案。

而在实际应用中，大幅面工业级熔融沉积式FDM技术也取得了显著的效果。

例如，某汽车制造企业利用该技术制作发动机原型，有效缩短了研发周期，并降低了模具制造的成本。

某医疗器械公司利用大幅面工业级熔融沉积式FDM技术成功地为患者定制了人工关节，不仅提高了手术效果，还缩短了患者的康复时间。

尽管大幅面工业级熔融沉积式FDM技术具有诸多优势和应用前景，但在实际使用过程中，为了确保安全性和打印质量，需要注意以下事项。

要保持打印机通风良好，以防止在打印过程中由于材料挥发而引起的安全隐患。

使用安全防护设备如手套、口罩等，以保护操作人员免受高温材料和挥发物质的伤害。

在进行打印前，应对数字模型文件进行仔细检查和优化，以确保打印过程的稳定性和打印品的质量。

大幅面工业级熔融沉积式FDM技术作为一种具有广泛应用的3D打印技术，其优势和潜力正逐渐得到人们的认可和重视。

常见三种3D打印技术：FDM、SLS、SLA技术原理FDM打印技术技术原理：FDM(Fused Deposition Modeling，熔融沉积)。

FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面。

一层成型完成后，机器工作台下降一个高度（即分层厚度）再成型下一层，直至形成整个实体造型。

常见三种3D打印技术：FDM、SLS、SLA技术原理FDM技术的优点：1）操作环境干净、安全，材料无毒，可以在办公室、家庭环境下进行，没有产生毒气和化学污染的危险。

2）无需激光器等贵重元器件，因此价格便宜。

3）原材料为卷轴丝形式，节省空间，易于搬运和替换。

4）材料利用率高，可备选材料很多，价格也相对便宜。

FDM技术的缺点：1）成形后表面粗糙，需后续抛光处理。

最高精度只能为0.1mm。

2）速度较慢，因为喷头做机械运动。

3）需要材料作为支撑结构。

SLS打印技术技术原理：SLS(Selective Laser Sintering，粉末材料选择性激光烧结)。

该技术采用铺粉将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面，并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描，使粉末的温度升到熔化点，进行烧结并与下面已成型的部分实现粘结。

一层完成后，工作台下降一层厚度，铺料辊在上面铺上一层均匀密实粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型。

常见三种3D打印技术：FDM、SLS、SLA技术原理SLS技术的优点：1）可用多种材料。

其可用材料包括高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种粉末材料。

特别是金属粉末材料，是目前3D打印技术中最热门的发展方向之一。

2）制造工艺简单。

由于可用材料比较多，该工艺按材料的不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构建或部件及工具。

3）高精度。

一般能够达到工件整体范围内（0.05-2.5）mm的公差。

FDM快速成型加工工艺问题研究一、引言FDM（Fused Deposition Modeling），即熔融沉积成型技术，是一种快速成型技术，其工艺流程主要是利用专用的3D打印机，通过计算机将设计好的三维模型切割成一层一层的二维截面，然后逐层堆叠打印材料，最终形成三维实体。

FDM技术在快速成型领域具有广泛的应用，但在实际生产过程中还存在一些问题，本文将对FDM快速成型加工工艺中的问题进行研究，以期能够提高FDM技术的应用效率和成型质量。

二、FDM快速成型加工工艺存在的问题1. 打印精度不高FDM技术在打印过程中容易受到热胀冷缩的影响，导致成品尺寸与设计尺寸存在差异，尤其在大型件的打印过程中更为明显，影响了产品的精度。

材料在堆叠成型中容易出现变形和翘曲现象，进一步影响了打印精度。

2. 表面质量不佳FDM技术在堆叠打印过程中，由于材料温度的影响和层与层之间的连接问题，导致成品表面存在明显的层状纹理和毛刺，降低了产品的外观质量。

3. 加工速度慢FDM技术在实际应用中，由于打印速度受到电机性能和材料熔化速度的限制，导致加工速度较慢，尤其在大型件的打印过程中更为明显，影响了生产效率。

4. 材料选择有限FDM技术在材料选择上存在一定的局限性，一方面受到打印机型号的限制，另一方面受到材料熔化温度的影响，导致无法满足一些特殊性能要求。

5. 设备和成本限制FDM技术的设备价格昂贵，同时耗材成本也相对较高，加之设备维护费用和操作成本，限制了FDM技术的大规模应用，影响了产业的发展。

三、针对FDM快速成型加工工艺问题的解决方法1. 提高打印精度针对FDM技术打印精度不高的问题，可以通过优化打印参数、提高材料的熔化温度和改善材料层间粘结等手段进行改进。

还可以引入先进的自动补偿技术和实时监测技术，提高成品的精度。

2. 改善表面质量针对FDM技术表面质量不佳的问题，可以通过优化打印路径、调整层厚和选择合适的材料等手段进行改进。

熔融沉淀技术fdm
熔融沉淀技术（Fused Deposition Modeling，FDM）是一种常见的三维打印技术，也被称为熔融沉积成型或熔融沉积建模。

它是由斯特拉塔西斯（Stratasys）公司于1988年发明并商用化的。

FDM技术通过将热塑性材料（通常是塑料）从喷头挤出，逐层堆积来构建物体。

下面是FDM技术的基本工作原理：
1.设计模型：首先，使用计算机辅助设计（CAD）软件创建或下载
一个三维模型文件，它将被用于打印物体。

2.切片处理：接下来，使用切片软件将三维模型切割成一系列的薄
层（层高通常在几十到几百微米之间）。

每一层都会转化为一组指令，以控制打印机的运动和喷头的挤出。

3.材料挤出：FDM打印机将选择的热塑性材料（通常是丙烯腈丁
二烯苯乙烯共聚物ABS或聚乳酸PLA）加热到熔化状态，并通
过一个细管或喷嘴挤出。

4.层层堆积：挤出的材料通过控制喷头在打印平台上的运动，逐层
堆积在一起，形成三维物体。

每一层挤出后，会迅速冷却固化，与下一层连接在一起。

5.支撑结构：对于悬空或悬垂部分，打印机可能需要添加支撑结
构，以保持物体的稳定性。

这些支撑结构在打印完成后可以被移除。

6.打印完成和后处理：完成打印后，可以进行必要的后处理，如去
除支撑结构、打磨或修整表面等。

FDM技术具有广泛的应用领域，包括原型制作、工业设计、教育、医疗、建筑和消费品等。

它的优点包括低成本、易于使用、快速迭代以及可打印大型物体。

然而，由于受到材料选择和打印分辨率等因素的限制，FDM打印的物体可能在表面质量和精度方面相对较低。

简述fdm工艺3d打印的工艺流程英文回答：Fused deposition modeling (FDM) 3D printing process.Fused deposition modeling (FDM) is a 3D printingprocess that builds a three-dimensional object bydepositing melted material layer by layer. The material is typically a thermoplastic, which is a plastic that can be melted and then solidified.The FDM process begins with a 3D model of the object to be printed. The model is then sliced into thin layers, typically 0.1 to 0.3 mm thick. A print head, which is mounted on a gantry system, then moves along the X and Y axes, depositing melted material in the shape of each layer. The print head is heated to a temperature that is high enough to melt the material, but low enough to prevent it from burning.As the print head moves along the X and Y axes, it also moves up and down along the Z axis, building the object layer by layer. The layers are bonded together as the material cools and solidifies.The FDM process is relatively slow, but it is also relatively inexpensive. It is also a versatile process that can be used to print a wide variety of objects, including prototypes, models, and finished products.中文回答：熔融沉积成型（FDM）3D打印工艺流程。

熔融沉积成型技术熔融沉积成型（Fused Deposition Modelling, FDM）是上世纪八十年代末，由美国Stratasys公司的斯科特·克伦普（Scott Crump）发明的技术，是继光固化快速成型（SLA）和叠层实体快速成型工艺（LOM）后的另一种应用比较广泛的3D打印技术。

1992年，Stratasys公司推出世界上第一款基于FDM技术的3D打印机--“3D造型者（3D Modeler）”，标志着FDM技术步入商用阶段。

国内方面，对于FDM技术的研究最早在包括清华大学、西安交大、华中科大等几所高校进行，其中清华大学下属的企业于2000年推出了基于FDM技术的商用3D打印机，近年来也涌现出多家将3D打印机技术商业化的企业。

2009年FDM关键技术专利到期，各种基于FDM技术的3D打印公司开始大量出现，行业迎来快速发展期，相关设备的成本和售价也大幅降低。

数据显示，专利到期之后桌面级FDM打印机从超过一万美元下降至几百美元，销售数量也从几千台上升至几万台。

FDM的工作原理是，将丝状的热塑性材料通过喷头加热熔化，喷头底部带有微细喷嘴（直径一般为0.2～0.6mm），在计算机控制下，喷头根据3D模型的数据移动到指定位置，将熔融状态下的液体材料挤喷出来并最终凝固。

材料被喷出后沉积在前一层已固化的材料上，通过材料逐层堆积形成最终的成品。

FDM的丝状线材FDM 3D打印机及其打印的物品（图片来源：3D Systems）FDM打印工作平台在打印机工作前，先要设定三维模型各层的间距、路径的宽度等数据信息，然后由切片引擎对三维模型进行切片并生成打印移动路径。

在计算机控制下，打印喷头根据水平分层数据作X轴和Y轴的平面运动，Z轴方向的垂直移动则由打印平台的升降来完成。

同时，丝材由送丝部件送至喷头，经过加热、熔化，材料从喷头挤出黏结到工作台面上，迅速冷却并凝固。

这样打印出的材料迅速与前一个层面熔结在一起，当每一个层面完成后，工作台便下降一个层面的高度，打印机再继续进行下一层的打印，一直重复这样的步骤，直到完成整个物体的打印。