FDM快速成型技术描述
12页1、FDM快速成型技术描述作者:北京瑞科达快速成型科技有限公司FDM技术是由Stratasys公司所设计与制造,可应用于一系列的系统中。这些系统为FDM Maxum,FDM Titan,FDM Vantage, PlusProdigy Plus以及Dimension。FDM技术利用ABS,polycarbonate(PC),polyphenylsulfone (PPSF)以及其它材料。这些热塑性材料受到挤压成为半熔融状态的细丝,由沉积在层层堆栈基础上的方式,从3D CAD资料直接建构原型。该技术通常应用于塑型,装配,功能性测试以及概念设计。此外,FDM技术可以应用于打样与快速制造。 FDM 术语 WaterWorks(水溶性支撑): 可以分解于碱性水溶剂的可溶解性支撑结构。 Break Away Support Structure (BASS) (易剥离性支撑): 水溶性支撑的前身,需要手动剥离工件表面的支撑。Tip(喷嘴): 挤压成型用的喷嘴。喷嘴提供各种不同的孔径让使用者选择。 Road(线材):在喷嘴的单一路径中所挤压成型的材料。可由喷嘴尺寸与材料进几率控制。 物理属性 符合原型应用
2、的物理需求,大概是选择快速原型技术的最重要因素。快速原型的物理属性将定义他的品质并决定赋予的应用成败。 工程材料属性 当询问到重要性的排序,快速原型的使用者通常会声明材料属性是最重要的考虑。致力于工业需求,符合这些预期用来生产的材料的材料属性是很重要的。而这是FDM技术最重要的强项之一。当Stratasys公司制造用于FDM技术的所有材料,每一项都是从商业上可用的热塑性树脂来生产。 ABS: 所有的FDM系列产品都提供ABS作为材料选项,而接近90%的FDM原型都是由这种材料制造。使用者报告说ABS的原型可以达到注塑ABS成型强度的80%。而其它属性,例如耐热性与抗化学性,也是近似或是相当于注塑成型的工件,其耐热度为摄氏93.3度。这让ABS成为功能性测试应用的广泛使用材料。 Polycarbonate: 可以在Titan机型上使用的一种新式RP材料-polycarbonate 正在快速成长。增加强度的polycarbonate比ABS材料生产的原型更经得起力量与负载。许多使用者相信该材料生产的原型可以达到注塑ABS成型的强度特性,其耐热度为摄氏125度。 其它材料: FDM技术还有其
3、它的专用材料。这些包含polyphenylsulfone、橡胶材质以及蜡材。橡胶材质是用来作类似橡胶特性的功能性原型。蜡材是特别设计来建立脱蜡铸造的样品。蜡材的属性让FDM的样品可以用来生产类似铸造厂中的传统蜡模。Polyphenylsulfone,一种应用于Titan机型的新工程材料,提供高耐热性与抗化学性以及强度与硬度,其耐热度为摄氏207.2度。 图2 PPSF耐高温工程材料应用于咖啡壶设计Stratasys宣布已经针对FDM快速原型系统Titan发表PPSF材料。在各种快速原型材料之中,PPSF (或是称为 polyphenylsulfone)有着最高的强韧性、耐热性、以及抗化学性。 航天工业、汽车工业以及医疗产品业的生产制造商是第一批期待使用这种PPSF材料的用户。航天业将会喜欢该材料的难燃属性;汽车制造业也非常想应用其抗化学性以及在400度以上还能持续运作的能力;而医疗产品制造商将对PPSF材质的原型可以进行消毒的能力感到兴趣。 测试单位,Parker Hannifin安装了一个PPSF作的模型到汽车引擎中。该零件是一个名为crankcase vapor coalescer
4、的过滤器,装在一组V8引擎并作40 小时的测试以决定过滤器媒介的效能。该零件收集的燃气包含有160度的润滑油,燃料,油烟,以及其它燃烧的化学反应生成物。Parker Hannifin的Russ Jensen说,“该装配件并没有产生外漏,并且其展现出与第一次装配时相同的强度与属性。我们相当满意它的表现。” 测试单位,MSOE (Milwaukee School of Engineering)的操作经理Sheku Kamara,同样地很满意该新材料。“当在玻璃熔融的450度时,在各种快速原型材料之中,PPSF材料还拥有着除了金属之外最高的操作温度以及坚硬度,”他说。“在粘着剂测试期间,PPSF原型零件遭受于温度从14度到392度的考验且依然保持完整。” 颜色 包含最常用到的白色,ABS提供六种材料颜色。色彩的选项包含蓝色,黄色,红色,绿色与黑色。医学等级的ABSi 提供针对于半透明的应用,例如汽车车灯的透明红色或是黄色。 图3、4 彩色模型装配件属性稳定度 不像SLA以及PolyJet的树脂,FDM材料的材料属性不会随着时间与环境曝晒而改变。就像是注塑成型的副本,这些材料几乎在任何环境下都
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