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解析FDM 3D印表機及其適用材料

OFweek3D列印網訊 3D印表機是一種可以“列印”出真實三維物體的一種設備,與傳統去除材料的機械加工技術完全不同。它採用分層加工、疊加成形,即通過逐層增加材料來生成3D實體。稱之為“印表機”,是因為分層加工的過程和技術原理與噴墨列印十分相似。相對傳統模型製造技術,3D列印具有速度快,價格便宜,易用性等優點。
1.FDM3D印表機
國內3D印表機在工藝上採用最多的是製造和材料成本最低的FDM熔融層積成型技術。它是在電腦控制下,根據電腦中的截面輪廓資訊將各種規範化直徑的線材進行加熱熔化成型的過程,熔化後的材料進行路徑堆積而形成加工的製品。3D熔積成型印表機的打印頭是列印品質及可靠性的最關鍵部件,其主要包括兩個功能,一是按要求完成送絲精度,其次是通過加熱,把送出的絲熔化為熔融狀態,然後通過噴頭擠出。驅動一般採用步進馬達,以保證準確的送絲量。
(1)送絲機構
料絲通過V溝軸承壓緊料絲到驅動輪齒上,馬達在驅動電路控制下轉動,通過驅動輪齒帶動料絲向前進行送料,送料量可以通過馬達的轉動角度實現精確控制。
(2)擠出頭
步進馬達送出的料進入導料管,由於發熱塊加熱的作用,料絲在料管裡先軟化,到擠出頭部位元則完全處於熔融狀態。隨著料絲的進入,把熔融狀態的料從擠出頭下的小孔裡面擠出來形成熔絲,如圖三。
擠出頭一般採用黃銅料,料孔直徑常用0.5mm、0.4mm、0.35mm。孔徑大,列印物體的表面比較粗糙;孔徑小,則容易產生堵料現象。加熱器是用於使噴嘴裡面的塑膠熔絲受熱熔化,ABS塑膠的熔化溫度為240 左右,PLA塑膠的熔化溫度為210 左右。熱電偶用於檢測發熱塊溫度,以便控制器進行溫度控制。上端的隔熱導料管主要是用來把料絲從料箱導入到擠出元件裡,所以要求料管有一定的強度,同時表面要光滑,摩擦系要數小,以方便進料,另外還要求用隔熱材料,一般採用PE管,或者特氟龍管,以防止擠出頭的溫度傳導到上方送絲部件。
圖四為雙打印頭結構示意圖,該印表機能列印兩種顏色的材料。