目前,较成熟的快速成形技术有熔融沉积成形(Fused DepositModeling,简称FDM)、激光固化树脂成形(SLA)、激光烧结粉末成形(SLS)、叠层成形(LOM)等。
FDM技术已经由美国Stratasys公司在全球大多数国家(包括中国)注册了专利;采用SLA工艺的有3D System公司、 F&S公司、D-MEC公司、 TeijinSeiki公司等;采用SLS工艺的有DTM公司、EOS公司等;采用LOM工艺的有Helisys公司、Kira公司、 Sparx公司和 Kinergy公司等。
FDM成形设备的制造商Stratasys公司从1993年推出第一台商业化的设备以来,凭借其设备操作简单、性价比高、成形材料实用高效、维护方便且低廉,在FDM领域引领着技术和市场的发展。
FDM成形原理和过程
快速成形的原理是:先将产品的三维CAD实体数据模型或曲面数据模型文件转换成.stl文件格式,再用软件从.stl文件 “切(Slice)”出设定厚度的一系列片层,然后将上述每一片层的信息传到快速成形机中去,用材料添加法依次将每一层做出来并同时叠加各层,直到完成整个零件。FDM成形的原理是:将丝状工程塑料加热至熔融状态,然后由根据产品片层数据设定好路径的喷头喷出每一层实物原型,层层叠加,直至完成整个工件的制作。
FDM技术的优点
与其他快速成形技术相比,FDM具有以下突出的特点和优点:
1、质量好、精度高
FDM成形过程为物理变化,所以内应力非常小,工件成形后即使长时间放置也不会发生收缩、翘曲等现象,因而模型尺寸稳定,成形表面质量好、精度高。
2、操作简单且智能化
操作方式与打印机操作相似,机器智能化程度高,具有网络功能。
3、环保
FDM系统使用无毒材料,制作过程中无有毒气体产生,可在办公室环境使用,而激光成形设备在有些情况下需配戴专用护具。
4、系统运行成本低
FDM系统的成本只与成形材料成本有关,不同于激光成形设备每2年就需更换激光器(进口激光器每支约为1.8万美元)。同时,由于未采用激光方式,所以不用定期调整,因而日常维护成本很低。
5、ABS成形材料强度高、有韧性
可以加工、焊接,并可进行装配;功能测试及模型尺寸稳定,具有抗化学性能;可选择PC、PPSF等材料,以达到更高要求的测试,如硬度、温度等方面的功能测试。