熔融沉積成型

熔融沉積成型

熔融沉積成型（英：Fused deposition modeling, FDM），是一種將各種熱熔性的絲狀材料（蠟、ABS和尼龍等）加熱熔化成形的方法，是3D列印技術的一種。又可被稱為FFM熔絲成型（FFM，Fused Filament Modeling）或FFF熔絲製造（FFF，Fused Filament Fabrication），其後兩個不同名詞主要只是為了避開前者FDM專利問題，然而核心技術原理與應用其實均是相同的。

歷史

20世紀80年代中後期，普立得公司的創始人斯科特•克倫普(Scott Crump)，發明了熔融沉積成型的技術並申請專利。從此普立得（Stratasys）公司始終走在3D列印技術變革的前鋒，並開發出一系列吸引大型製造商和相關專業人士的系統。^[1] ^[2]

列印過程

常見的FDM印表機通常遵循以下過程

建模

先使用3D建模軟體製作出物體的三維模型，從軟體中導出只含有物體形狀數據的模型文件，格式通常為STL或OBJ等。

切片

將只包含物體形狀數據的文件到入至切片軟體中，切片軟體會將模型「切片」，像切土豆片一樣一層一層切開，同時也會根據使用者的設定在模型中添加支撐與填充結構。之後軟體會將輸出一個包含每層碰頭移動路徑數據的文件，格式通常為Gcode，其中的內容主要為描述印表機噴頭移動路徑的一系列指令數據。

列印準備

視情況，3d印表機在列印前需要主動做一些準備工作。包括預熱列印噴頭，填裝材料，預熱熱床。在控制器的控制下，加熱噴頭被加熱到一定的溫度，經過噴頭的材料也被加熱到半液體狀態，有些3d印表機的列印平台可以加熱，稱為熱床。

列印

將指令數據導入到印表機之後，FDM裝置的加熱頭會注入如ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）樹脂、PC（聚碳酸酯）、PPSF(聚苯碸)樹酯（英語：Polyphenylsulfone）、PLA（聚乳酸）和PEI（聚醚醯亞胺）（英語：Polyetherimide）等熱塑性材料。之後噴頭會沿著文件數據中描述的路徑移動，同時將材料按一定速度擠出。擠出的材料在印表機的平台上凝固後，構成模型的「一層」。每完成一層，噴頭就會抬升一定高度再繼續完成下一層。

完成

在完成模型的所有層之後，凝固成型後的實體模型就可以從平台上取下，去除支撐結構後，獲得成品。有時為了獲得更加光滑精細的表面，還會使用拋光液等浸泡模型。

參見

參考資料

^ Chee Kai Chua; Kah Fai Leong, Chu Sing Lim. Rapid Prototyping. World Scientific. 2003: 124. ISBN 9789812381170.
^ Rundle, Guy. A Revolution in the Making. Affirm Press. 2014. ISBN 9781922213303.

外部連結

YouTube上的Fused Deposition Modeling (FDM) Technology，始於2分31秒
YouTube上的The Differences Between Fused Deposition Modeling (FDM) and PolyJet，始於1分31秒
YouTube上的FDM technology 3d printer，始於0分15秒

[Auto3D-10-1] Chee Kai Chua; Kah Fai Leong, Chu Sing Lim. Rapid Prototyping. World Scientific. 2003: 124. ISBN 9789812381170.

[2] Rundle, Guy. A Revolution in the Making. Affirm Press. 2014. ISBN 9781922213303.

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