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探秘FDM多喷头3D打印

更新时间: 2024-11-29 16:11:12  查看次数: 104    
FDM 这种打印技术能不能达到高精度、高速度的要求呢?这就得看喷头运动快不快、稳不稳,出丝的压力大不大,还有移动的时候是不是匀速了。要是喷头运动速度不均匀、不稳定,出丝的量也不稳定、不可靠,那挤出来的材料就可能会断丝,或者堆成一块一块的瘤子,这样就会严重影响打印出来东西的轮廓精度,还会让它内部的力学性能有缺陷。按照喷头的数量,可以把 FDM 型 3D 打印机分成单喷头和多喷头的。单喷头 3D 打印机只要有一个喷头和一个打印平台,就能一层一层地打印,然后叠加成完整的打印模型。所以单喷头 3D 打印机的挤出器和喷头只要在 X - Y 轴这个二维坐标系里移动,通过推和拉的方式就能完成单层的打印。而多喷头 3D 打印机有好几个喷头,得靠轮廓和平面这两种多轴运动系统。轮廓那个系统在好多不同的坐标系里换来换去,这样就能打印出复杂的轮廓,平面那个系统就负责把轮廓里面单层截面填充好进行打印。多喷头打印能弄出更复杂的轮廓造型,还能有多种颜色搭配、多种材料混合用,给设计模型构件提供了更大的空间,也能满足更复杂的力学性能要求。不过呢,多喷头 3D 打印机的设计工艺更复杂,难度更大,造出来的成本和维护成本也更高。
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FDM 型多喷头 3D 打印机虽然有好处,但也有一些不足的地方。第一,它智能化程度不高,要是喷头出故障了,就得把机器停下来,靠技术人员去检查维修。第二,每个喷头一般只能熔化和打印特定的材料,在材料选择上没多少灵活性,不能满足人们随便用各种材料、随便搭配的需求。第三,多喷头一起工作的时候是相互依靠、配合的,如果有一个喷头的工作性能有点变化或者出故障了,其他几个喷头也会受影响。第四,FDM 型打印机很难同时做到成型精度又高、打印速度又快,这个技术缺陷很影响这种打印机进一步发展和提升。选择性激光熔化成型技术(简称 SLM)是一种能直接打印金属材料的 3D 成型技术。这个技术也得用 CAD 这些软件把三维模型切成片。然后用激光器发出的高能量激光束当能量源,激光束按照模型里设计好的单层打印轮廓路径,去扫描料槽底部的金属粉末,金属粉末吸收激光的能量就完全熔化了,再散热冷却、凝固成有一定形状的薄层,就这么反复操作,最后直接堆积成型。SLM 成型技术和 SLS 成型技术的工艺很像,唯一不一样的地方就是 SLS 型选的打印材料。SLS 型 3D 打印技术只能把金属粉末和熔点更低的高分子材料粉末混合起来才能正常打印。在打印的时候,高分子材料粉末熔点低,先熔化,金属粉末因为达不到熔点就没熔化,靠高分子材料熔化再冷却固化成型,金属粉末就只是分散在里面当填充材料。