熔積堆積成形

工藝原理

FDM工藝是利用熱塑性材料的熱熔性、粘結性在計算機控制下層層堆積成形。如圖表示了FDM工藝原理，材料先抽成絲狀，通過送絲機構送進噴頭，在噴頭內被加熱熔化，噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運動，同時將熔化的材料擠出，材料迅速固化，並與周圍的材料粘結，層層堆積成形。

熔積堆積成形工藝不用雷射，因此使用、維護簡單，成本較低。用蠟成形的零件原型可以直接用於失蠟鑄造。用ABS塑膠製造的原型因具有較高強度而在產品設計、測試與評估等方面得到廣泛套用。由於以FDM工藝為代表的熔融材料堆積成形工藝具有一些顯著優點，所以發展極為迅速。

成形材料是FDM工藝的基礎，FDM工藝中使用的材料除成形材料外還有支撐材料。

（1）成形材料

FDM工藝常用ABS工程塑膠絲作為成形材料，對其要求是熔融溫度低(80~120℃)、黏度低、粘結性好、收縮率小。影響材料擠出過程的主要因素是黏度。材料的黏度低、流動性好，阻力就小，有助於材料順利地擠出。材料的流動性差，需要很大的送絲壓力才能擠出，會增加噴頭的啟停回響時間，從而影響成形精度。

熔融溫度低對FDM工藝的好處是多方面的。熔融溫度低，可以使材料在較低的溫度下擠出，有利於提高噴頭和整個機械系統的壽命；可以減少材料在擠出前後的溫差，減少熱應力，從而提高原型的精度。

粘結性主要影響零件的強度。FDM工藝是基於分層製造的一種工藝，層與層之間黏結性好壞決定了零件成形以後的強度。黏結性過低，有時在成形過程中由於熱應力就會造成層與層之間的開裂。收縮率在很多方面影響零件的成形精度。

（2）支撐材料

支撐材料是加工中採取的輔助手段，在加工完畢後必須去除，所以支撐材料與成形材料的親和性不能太好。

MEM-250-Ⅱ型設備是實現熔絲堆積FDM工藝的國產設備，如圖。它利用ABS絲材通過噴頭加熱至熔融狀態後從噴頭擠出，在數控系統控制下層層堆積成形。

熔絲堆積成形工藝和設備有一定的套用面。由於FDM工藝的一大優點是可以成形任意複雜程度的零件，經常用於成形具有很複雜的內腔、孔等零件。