有想象不到的效果,，FDM3D打印精度的提升法則

隨著技術的不斷提升,，3D打印逐漸向各大行業(yè)持續(xù)滲透,，近期美國GE公司在巴黎航展上宣布擬在今年運行3D打印的ATP飛機發(fā)動機,；米其林展示了不用充氣且壽命更長的3D打印輪胎等等,，3D打印促進了很多行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展，同時也逐漸被更多個人用戶所關注與使用,，今天我們大家一起探討一下如何提高FDM3D打印精度,。

我們先來了解一下FDM成型原理，FDM是“Fused Deposition Modeling”的簡寫形式,，即為熔融沉積成型,，這項3D打印技術由美國學者Scott Crump于1988年研制成功。FDM通俗來講就是利用高溫將材料融化成液態(tài),，通過打印頭擠出后固化,，最后形成立體實物。FDM機械系統(tǒng)主要包括噴頭,、送絲機構,、運動機構、加熱工作室,、工作臺五個部分,。熔融沉積工藝使用的材料分為兩部分：一類是成型材料，另一類是支撐材料,。

哪些因素會影響FDM成型件的精度,？
FDM工藝是一項涉及CAD/CAM、數據編程,、材料編制,、材料制備、工藝參數設置以及后期處理等環(huán)節(jié)的集成制造過程,。每一個環(huán)節(jié)的差錯，都可能影響FDM成型件的精度,。下面講述幾大主要因素：

材料性能
FDM材料的性能將直接影響成型件的成型精度,，材料在工藝過程中要經過固體→熔體→固體的兩次相變，在凝固過程中,，由材料的收縮而產生的應力變形會影響成型件精度,。因此，如要提升精度,，應通過改進材料的配方等方法來減小材料的收縮率,。

分層厚度
分層厚度是指在成型過程中每層切片截面的厚度。由于每層有一定的厚度,，會在成型后的實體表面產生臺階現象,，直接影響成型件的尺寸誤差與表面粗糙程度。通常情況下,，分層厚度越大,，模型表面產生的臺階高度也就越大，表面質量也會越差，但加工效率則會提高,。所以分層厚度的設置要根據自身需求而合理設定,。此外，為了提高成型精度,，加工完成后,，會進行相應的打磨拋光等后期處理，提高成品效果,。

噴頭溫度
噴頭溫度影響材料的絲材流量,、擠出絲寬度、粘結性能及堆積性能等,。溫度過低,，絲材粘度就會加大，擠出絲速度變慢,，會導致噴頭堵塞,，同時絲束的層與層之間粘結強度也會降低，可能導致層與層之間的剝離,；溫度過高,，材料趨于液態(tài)，粘性系數變小,，流動性變強,，會導致擠出速度過快無法形成精度控制的絲束，在加工制作時可能會出現前一層的材料尚未冷卻,，后一層就鋪覆在前一層的上面,，使得前一層材料出現坍塌現象。因此,，噴頭溫度的設定非常重要,，要根據每種絲束的性質在一定的范圍內進行恰當的選擇，保證擠出的絲束成正常的熔融流動狀態(tài),。

填充速度與擠出速度
擠出速度是指噴頭內熔融狀態(tài)的絲束從噴嘴擠出時的速度,。若擠出速度增大，擠出絲的截面寬度就會增大,，當擠出速度達到一定數值,，擠出的絲束粘附在噴嘴外圓錐面，形成“擠出脹大”現象,，出現這種情況就不能進行正常加工,。

填充速度應與擠出速度匹配，填充速度比擠出速度快,，則材料填充不足,，會出現斷絲現象,，難以成型。相反,，若填充速度比擠出速度慢,，則熔絲會堆積在噴頭上，使成型面材料分布不均,，表面會有疙瘩,，影響成型質量。因此,，填充速度與擠出速度之間應進行合理匹配,。

那么如何提高FDM成型件的精度呢？

1.通過軟件對STL文件進行修復,，提高面片質量,，減少CAD模型離散化過程中的精度損失。
2.選擇合適的工藝參數,，包括層厚,、補償量、擠出速度,、填充速度,、開啟/關閉延時，噴頭溫度,、成型室溫等,。
3.增加基底厚度，增大填充間隔,，可以減小物件彎曲變形的程度,。
4.保持平臺的清潔，校準Z軸打印的初始高度,。

在FDM工藝成型的過程中,，影響精度的因素以及改善精度的方法除了上面講述的這些，還會有很多種其他情況,。應根據自身需求及實際情況，靈活處理,。唯有秉承不斷鉆研,、精益求精的態(tài)度，才能成就精致的3D打印佳作,。這也正是3D打印的樂趣所在,。

來源：弘瑞