3D打印技術(shù)之FDM（熔融擠出成型）范文模版

3D打印技術(shù)之FDM（熔融擠出成型）[范文模版]第一篇：3D打印技術(shù)之FDM(熔融擠出成型)[范文模版]3D打印技術(shù)之FDM（熔融擠出成型）熔融擠出成型(FDM)工藝的材料一般是熱塑性材料，如蠟、ABS、PC、尼龍等，以絲狀供料。材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動，同時將熔化的材料擠出，材料迅速固化，并與周圍的材料粘結(jié)。每一個層片都是在上一層上堆積而成，上一層對當(dāng)前層起到定位和支撐的作用。隨著高度的增加，層片輪廓的面積和形狀都會發(fā)生變化，當(dāng)形狀發(fā)生較大的變化時，上層輪廓就不能給當(dāng)前層提供充分的定位和支撐作用，這就需要設(shè)計(jì)一些輔助結(jié)構(gòu)－“支撐”，對后續(xù)層提供定位和支撐，以保證成形過程的順利實(shí)現(xiàn)。這種工藝不用激光，使用、維護(hù)簡單，成本較低。用蠟成形的零件原型，可以直接用于失蠟鑄造。用ABS制造的原型因具有較高強(qiáng)度而在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、測試與評估等方面得到廣泛應(yīng)用。近年來又開發(fā)出PC，PC/ABS，PPSF等更高強(qiáng)度的成形材料，使得該工藝有可能直接制造功能性零件。由于這種工藝具有一些顯著優(yōu)點(diǎn)，該工藝發(fā)展極為迅速，目前FDM系統(tǒng)在全球已安裝快速成形系統(tǒng)中的份額大約為30％。適于三維打印機(jī)的特點(diǎn)不使用激光，維護(hù)簡單，成本低：價(jià)格是成型工藝是否適于三維打印的一個重要因素。多用于概念設(shè)計(jì)的三維打印機(jī)對原型精度和物理化學(xué)特性要求不高，便宜的價(jià)格是其能否推廣開來的決定性因素。塑料絲材，清潔，更換容易：與其他使用粉末和液態(tài)材料的工藝相比，絲材更加清潔，易于更換、保存，不會在設(shè)備中或附近形成粉末或液體污染。后處理簡單：僅需要幾分鐘到一刻鐘的時間剝離支撐后，原型即可使用。而現(xiàn)在應(yīng)用較多的SL，SLS，3DP等工藝均存在清理殘余液體和粉末的步驟，并且需要進(jìn)行后固化處理，需要額外的輔助設(shè)備。這些額外的后處理工序一是容易造成粉末或液體污染，二是增加了幾個小時的時間，不能在成型完成后立刻使用。成型速度較快：一般來講，F(xiàn)DM工藝相對于SL，SLS，3DP工藝來說，速度是比較慢的。但針對三維打印應(yīng)用，其也有一定的優(yōu)勢。首先，SL，SLS，3DP都有層間過程（鋪粉/液，掛平），因而它們一次成型多個原型是速度很快，例如3DP可以做到一小時成型25mm左右高度的原型。三維打印機(jī)成型空間小，一次多成型1至2個原型，相對來講，他們的速度優(yōu)點(diǎn)就不甚明顯了。其次三維打印機(jī)對原型強(qiáng)度要求不高，所以FDM工藝可通過減小原型密實(shí)程度的方法提高成型速度。通過試驗(yàn)，具有某些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的模型，最高成型速度已經(jīng)可以達(dá)到60立方厘米/小時。通過軟件優(yōu)化及技術(shù)進(jìn)步，預(yù)計(jì)可以達(dá)到200立方厘米/小時的高速度?？焖偎芰狭慵圃觳牧闲阅芤恢笔荈DM工藝的主要優(yōu)點(diǎn)，其ABS原型強(qiáng)度可以達(dá)到注塑零件的三分之一。今年來又發(fā)展出PC，PC/ABS，PPSF等材料，強(qiáng)度已經(jīng)接近或超過普通注塑零件，可在某些特定場合（試用，維修，暫時替換等）下直接使用。雖然直接金屬零件成型（近年來許多研究機(jī)構(gòu)和公司都在進(jìn)行這方面的研究，是當(dāng)今快速原型領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)）的材料性能更好，但在塑料零件領(lǐng)域，F(xiàn)DM工藝是一種非常適宜的快速制造方式。隨著材料性能和工藝水平的進(jìn)一步提高，我們相信，會有更多的FDM原型在各種場合直接使用。第二篇：3D打印快速成型技術(shù)特種加工論文題目3D打印快速成型技術(shù)姓名專業(yè)班級學(xué)號3D打印快速成型技術(shù)摘要：本文主要介紹了特種加工中3D打印快速成型技術(shù)，首先介紹它的加工原理，然后分析它的特點(diǎn)、加工方式，然后說明其在實(shí)際生產(chǎn)中的主要應(yīng)用以及發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：特種加工技術(shù)，3D打印快速成型，特點(diǎn)，應(yīng)用。Abstract：Thisarticlemainlyintroducedthespecialprocessingof3dprintingrapidprototypingtechnology,introducesitsprocessingprinciple,andanalyzesitscharacteristics,processingmethods,andthenexplainthemainapplicationinpracticalproductionandthedevelopmentdirection.Keywords：Specialprocessingtechnology,3dprintingrapidprototyping,characteristics,application.一、引言3D打?。?DPRINTING）即3D打印技術(shù)，又3D打印制造是20世紀(jì)80年代才興起的一門新興的技術(shù)，是21世紀(jì)制造業(yè)最具影響的技術(shù)之一。隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，信息高速公路加快了科技傳播的速度，產(chǎn)品的生命周期越來越短，企業(yè)之間的競爭不再只是質(zhì)量和成本上的競爭，而更重要的是產(chǎn)品上市時間的競爭。因此，通過計(jì)算機(jī)仿真和3D打印增加產(chǎn)品的信息量，以便更快的完成設(shè)計(jì)及其制造過程，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程的時間周期盡量縮短，防止投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)問題造成不可挽回的損失。3D打印技術(shù)是由CAD模型直接驅(qū)動的快速制造復(fù)雜形狀的三維實(shí)體的技術(shù)總稱。簡單的講，3D打印制造技術(shù)就是快速制造新產(chǎn)品首版樣件的技術(shù)，它可以在沒有任何刀具、模具及工裝夾具的情況下，快速直接的實(shí)現(xiàn)零件的單件生產(chǎn)。該技術(shù)突破了制造業(yè)的傳統(tǒng)模式，特別適合于新產(chǎn)品的開發(fā)、單件或少批量產(chǎn)品試制等。它是機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)CAD、電子技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、材料科學(xué)等多學(xué)科相互滲透與交叉的產(chǎn)物。它可快速，準(zhǔn)確地將設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑突蛄慵?，以便進(jìn)行快速評估，修改及功能測試，從而大大縮短產(chǎn)品的研制周期，減少開發(fā)費(fèi)用，加快新產(chǎn)品推向市場的進(jìn)程。自從美國3D公司在1987年推出世界上第一臺商用快速原形制造設(shè)備以來，快速原形技術(shù)快速發(fā)展。投入的研究經(jīng)費(fèi)大幅增加，技術(shù)成果豐碩。原形化系統(tǒng)產(chǎn)品的銷量高速增長。在這方面美國，日本一直處于領(lǐng)先地位，我國在這方面起步較晚，但是奮起直追，開展研究并取得一定成果，國內(nèi)也有些成熟的產(chǎn)品問世，他們正在各種生產(chǎn)領(lǐng)域上發(fā)揮著作用。二、打印系統(tǒng)的工作原理3D打印技術(shù)是一種逐層制造技術(shù)，它采用離散/堆積成型原理，其過程是：先得到所需零件的計(jì)算機(jī)三維曲面或?qū)嶓w模型；然后根據(jù)工藝要求，將其按一定厚度進(jìn)行分層，將原來的三維模型變成二維平面信息，即離散過程；再將分層后的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理，加入加工參數(shù)，產(chǎn)生數(shù)控代碼；在微機(jī)控制下，數(shù)控系統(tǒng)以平面加工方式，有序地連續(xù)加工出每個薄層，并使它們自動粘接而成型，從而制造出所需產(chǎn)品的實(shí)物樣件或成品，這就是材料的堆積過程。已知自由曲面CAD模型，如果使用傳統(tǒng)的方法和數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，那么復(fù)雜的自由曲面，成本高，效率低。近年來，3D打印即廣泛的被運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)中。各種3D打印技術(shù)的過程都包括CAD模型建立、生成STL文件格式、3D打印制作、模型分層切片和后置處理五個步驟。三、打印過程（1）三維設(shè)計(jì)三維打印的設(shè)計(jì)過程是：先通過計(jì)算機(jī)建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式。一個STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。（2）切片處理打印機(jī)通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實(shí)體。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。打印機(jī)打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米來計(jì)算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機(jī)如ObjetConnex系列還有三維Systems'ProJet系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機(jī)相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。用傳統(tǒng)方法制造出一個模型通常需要數(shù)小時到數(shù)天，根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度而定。而用三維打印的技術(shù)則可以將時間縮短為數(shù)個小時，當(dāng)然其是由打印機(jī)的性能以及模型的尺寸和復(fù)雜程度而定的。傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品，而三維打印技術(shù)則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對較少的產(chǎn)品。一個桌面尺寸的三維打印機(jī)就可以滿足設(shè)計(jì)者或概念開發(fā)小組制造模型的需要。（3）完成打印三維打印機(jī)的分辨率對大多數(shù)應(yīng)用來說已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過如下方法：先用當(dāng)前的三維打印機(jī)打出稍大一點(diǎn)的物體，再稍微經(jīng)過表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。有些技術(shù)可以同時使用多種材料進(jìn)行打印。有些技術(shù)在打印的過程中還會用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時就需要用到一些易于除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。四、打印造型法主要種類（1）利用激光固化樹脂材料的光造型法（Stereolithography）。在樹脂槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂，它在紫外激光束的照射下會快速固化。成型過程開始時，可升降的工作臺處于液面下一個截面層厚的高度，聚焦后的激光束，在計(jì)算機(jī)的控制下，按照截面輪廓的要求，沿液面進(jìn)行掃描，使被掃描區(qū)域的樹脂固化，從而得到該截面輪廓的樹脂薄片。然后，工作臺下降一層薄片的高度，以固化的樹脂薄片就被一層新的液態(tài)樹脂所覆蓋，以便進(jìn)行第二層激光掃描固化，新固化的一層牢粘結(jié)在前一層上，如此重復(fù)不已，直到整個產(chǎn)品成型完畢。最后升降臺升出液體樹脂表面，取出工件，進(jìn)行清洗、去處支撐、二次固化以及表面光潔處理等。激光立體造型制造精度目前可達(dá)±0.1ｍｍ,主要用作為產(chǎn)品提供樣品和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀９饷魳渲x擇性固化快速成型技術(shù)適合于制作中小形工件，能直接得到樹脂或類似工程塑料的產(chǎn)品。主要用于概念模型的原型制作，或用來做簡單裝配檢驗(yàn)和工藝規(guī)劃。（2）粉末材料選擇性燒結(jié)（SelectedLaserSintering）是一種快速原型工藝，簡稱SLS。粉末材料選擇性燒結(jié)采用二氧化碳激光器對粉末材料（塑料粉等與粘結(jié)劑的混合粉）進(jìn)行選擇性燒結(jié)，是一種由離散點(diǎn)一層層堆集成三維實(shí)體的快速成型方法。粉末材料選擇性燒結(jié)采用二氧化碳激光器對粉末材料（塑料粉、陶瓷與粘結(jié)劑的混合粉、金屬與粘結(jié)劑的混合粉等）進(jìn)行選擇性燒結(jié)，是一種由離散點(diǎn)一層層對集成三維實(shí)體的工藝方法。在開始加工之前，先將充有氮?dú)獾墓ぷ魇疑郎?，并保持在粉末的熔點(diǎn)一下。成型時，送料筒上升，鋪粉滾筒移動，先在工作平臺上鋪一層粉末材料，然后激光束在計(jì)算機(jī)控制下按照截面輪廓對實(shí)心部分所在的粉末進(jìn)行燒結(jié)，使粉末溶化繼而形成一層固體輪廓。第一層燒結(jié)完成后，工作臺下降一截面層的高度，在鋪上一層粉末，進(jìn)行下一層燒結(jié)，如此循環(huán)，形成三維的原型零件。最后經(jīng)過5-10小時冷卻，即可從粉末缸中取出零件。未經(jīng)燒結(jié)的粉末能承托正在燒結(jié)的工件，當(dāng)燒結(jié)工序完成后，取出零件。粉末材料選擇性燒結(jié)工藝適合成型中小件，能直接的到塑料、陶瓷或金屬零件，零件的翹曲變形比液態(tài)光敏樹脂選擇性固化工藝要小。但這種工藝仍需對整個截面進(jìn)行掃描和燒結(jié)，加上工作室需要升溫和冷卻，成型時間較長。此外，由于受到粉末顆粒大小及激光點(diǎn)的限制，零件的表面一般呈多孔性。在燒結(jié)陶瓷、金屬與粘結(jié)劑的混合粉并得到原型零件后，須將它置于加熱爐中，燒掉其中的粘結(jié)劑，并在孔隙中滲入填充物，其后處理復(fù)雜。粉末材料選擇性燒結(jié)快速原型工藝適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可視化表現(xiàn)和制作功能測試零件。由于它可采用各種不同成分的金屬粉末進(jìn)行燒結(jié)、進(jìn)行滲銅等后處理，因而其制成的產(chǎn)品可具有與金屬零件相近的機(jī)械性能，但由于成型表面較粗糙，滲銅等工藝復(fù)雜，所以有待進(jìn)一步提高。（3）熔融造型法熔融造型法（FDM）。工作時直接由計(jì)算機(jī)控制。噴頭擠出熱塑材料并按照層面幾何信息逐層由下而上制作出實(shí)體模型。ＦＤＭ技術(shù)的最大特點(diǎn)是速度快(一般模型僅需幾小時即可成型)、無污染,在原型開發(fā)和精鑄蠟?zāi)５确矫娴玫綇V泛應(yīng)用。FDM生產(chǎn)可選成型材料種類較多，原材料費(fèi)用低，因而的到廣泛的應(yīng)用。但是FDM也有其固有的缺點(diǎn)。精度低，熱融制造中很難控制精度，難以制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的構(gòu)件，且材料的制造是處于熔點(diǎn)附近，因而構(gòu)件的強(qiáng)度小，也不適合制造大型的制件，這些特點(diǎn)都限制了FDM的應(yīng)用范圍。（4）熱可塑造型法（SLS）。該方法是用2CO激光熔融燒結(jié)樹脂粉末的方式制作樣件。工作時,由2CO激光器發(fā)出的光束在計(jì)算機(jī)控制下,根據(jù)幾何形體各層橫截面的幾何信息對材料粉末進(jìn)行掃描,激光掃描處粉末熔化并凝固在一起。然后,鋪上一層新粉末,再用激光掃描燒結(jié),如此反復(fù),直至制成所需樣件。五、3D打印制造特點(diǎn)3D打印技術(shù)突破了“毛坯→切削→加工品”傳統(tǒng)的零件加工模式,開創(chuàng)了不用刀具制作零件的先河,是一種利用的薄層疊加的加工方法。與傳統(tǒng)的切削加工方法相比,3D打印加工至少具有以下特點(diǎn):(1)可迅速制造出具有自由曲面和更為復(fù)雜形態(tài)的零件,如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等，這些利用傳統(tǒng)工藝很難加工的,從而大大降低了新產(chǎn)品的開發(fā)成本和開發(fā)周期。在時間尤其重要的今天，它可以為企業(yè)節(jié)省大量的研發(fā)時間。(2)它屬于非接觸加工,不需要切削加工所必需的刀具和夾具,無刀具磨損和切削力影響。只需要一套特定的設(shè)備，工序簡單，沒有傳統(tǒng)加工的煩瑣的工序。傳統(tǒng)的加工中每一個工序都需要機(jī)床等復(fù)雜加工設(shè)備，且加工過程復(fù)雜，對操作人員的技術(shù)要求很高。(3)無振動、噪聲和切削廢料。可以為企業(yè)節(jié)省寶貴的試制原料，簡化生產(chǎn)。傳統(tǒng)的制造中由于多是機(jī)械制造，噪音較大。且加工時邊角料多。造成資源的浪費(fèi)。(4)可實(shí)現(xiàn)完全自動化生產(chǎn)。操作可以由電腦控制，無需人的過多干預(yù)。真正實(shí)現(xiàn)了自動化。(5)加工效率高,能快速制作出產(chǎn)品實(shí)體模。精度高，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好。(6)3D打印技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)中的關(guān)鍵作用和重要意義是很明顯的，它不受復(fù)雜形狀的限制，可迅速地將示于計(jì)算機(jī)屏幕上的設(shè)計(jì)變?yōu)檫M(jìn)一步評估的實(shí)物。根據(jù)原型，可對設(shè)計(jì)的正確性、造型的合理性、可裝配性和干涉性，進(jìn)行具體的檢驗(yàn)。通過原型的檢驗(yàn)可使開發(fā)產(chǎn)品中的風(fēng)險(xiǎn)減到最底的限度。六、主要限制因素（1）材料限制：雖然高端工業(yè)印刷可以實(shí)現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但無法實(shí)現(xiàn)打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機(jī)也還沒有達(dá)到成熟的水平，無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。雖然研究者們在多材料打印上已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但除非這些進(jìn)展達(dá)到成熟并有效，否則材料依然會是3D打印的一大障礙。（2）機(jī)器限制：3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機(jī)能上已經(jīng)獲得了一定的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來，但是那些運(yùn)動的物體和它們的清晰度就難以實(shí)現(xiàn)了。這個困難對于制造商來說也許是可以解決的，但是3D打印技術(shù)想要進(jìn)入普通家庭，每個人都能隨意打印想要的東西，那么機(jī)器的限制就必須得到解決才行。七、3D打印技術(shù)成型主要應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域：3D打印機(jī)的應(yīng)用對象可以是任何行業(yè)，只要這些行業(yè)需要模型和原型。以色列的Stratasys公司認(rèn)為，3D打印機(jī)需求量較大的行業(yè)包括政府、航天和國防、醫(yī)療設(shè)備、高科技、教育業(yè)以及制造業(yè)。八、結(jié)束語最近兩年，3D打印技術(shù)概念引起了國內(nèi)外政府、軍方、企業(yè)的高度重視，但其實(shí)3D打印技術(shù)已經(jīng)發(fā)展有30余年。美國著名智庫高德納（Gartner）公司2012《高德納新興IT技術(shù)顯示度周期特別報(bào)告》認(rèn)為，3D打印技術(shù)正處于高循環(huán)曲線顯示度頂點(diǎn)。預(yù)計(jì)該技術(shù)在未來2～5年內(nèi)到達(dá)生產(chǎn)力成熟期。然而，通過分析發(fā)現(xiàn)，3D打印技術(shù)卻很難取代傳統(tǒng)制造工藝，在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在對受損部件的修復(fù)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件的生產(chǎn)以及小批量部件生產(chǎn)等方面，與傳統(tǒng)制造工藝形成了較好的互補(bǔ)關(guān)系。例如，美國計(jì)劃使用3D打印技術(shù)在太空空間站上。參考文獻(xiàn)：［1］3D打印(簡介、原理及技術(shù))．designspark．2013-10-29.［2］顏永年，張人佶．快速制造技術(shù)的發(fā)展道路與發(fā)展趨勢［J］．電加工與模具，2007，2：25-29.［3］（美）胡迪·利普森梅爾芭·庫曼.3D打印:從想象到現(xiàn)實(shí).2013年4月［4］王運(yùn)贛.3D打印技術(shù)（修訂版）.2014-07-01［5］楊繼全.3D打?。好嫦蛭磥淼闹圃旒夹g(shù).2014年02月［6］白基成，劉晉春，郭永豐，楊曉冬.特種加工.2013.05References:[1]3dprinting(introduction,principleandtechnology).Designspark.2013-10-29.[2]yongnianyan,zhangJi.Thedevelopmentandtrendofdevelopmentofrapidmanufacturingtechnology[J].Electricprocessingandmould,2007,2:25to29.[3](America)woody,lipsonMELba,Manhattan.3dprinting:fromimaginationtoreality.InApril2013.[4]WangYunjiangxi.3dprinting(revisededition).2014-07-01.[5]ji-quanYang.3dprinting:manufacturingtechnologyforthefuture.02,2014.[6],BaiJiLiuJinchunGuoYongfeng,jackYang.Specialprocessing.2013.05.第三篇：快速成型之熔融沉積造型基本原理和系統(tǒng)組成快速成型之熔融沉積造型基本原理和系統(tǒng)組成湖南華曙高科快速成型專業(yè)人員分析絲狀材料選擇性熔覆（簡稱FDM），又稱熔融沉積造型。FDM快速模型工藝是一種不依靠激光作為成型能源，而將各種絲材加熱熔化的成型方法。此工藝通過熔融絲料的逐層固化來構(gòu)成三維產(chǎn)品，以該工藝制造的產(chǎn)品目前的市場占有率約為6.1％。研究FDM的主要有Stratasys公司和MedModeler公司。此外，清華大學(xué)推出了MEM機(jī)型。FDM成形的基本原理：FDM工作原理類似于標(biāo)花蛋糕的制作。1.絲狀熱塑性材料材料由供絲機(jī)構(gòu)送進(jìn)噴頭，在噴頭中加熱到熔融態(tài)。2.熔融態(tài)的絲狀材料被擠壓出來，按照計(jì)算機(jī)給出的截面輪廓信息，隨加熱噴頭的運(yùn)動，選擇性地涂覆在工作臺的制件基座上，并快速冷卻固化。3.一層完成后噴頭上升一個層高，再進(jìn)行下一層的涂覆，如此循環(huán)，最終形成三維產(chǎn)品。湖南華曙高科快速手板分析FDM快速成形的系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)和供料系統(tǒng)組成。其中，硬件系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，軟件系統(tǒng)由幾何建模和信息處理組成。硬件系統(tǒng)：（1）機(jī)械系統(tǒng)相互獨(dú)立。運(yùn)動單元只完成掃描和噴頭的升降動作，且運(yùn)動單元的精度決定了整機(jī)的運(yùn)動精度。加熱噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下，根據(jù)產(chǎn)品零件的截面輪廓信息，作X-Y平面運(yùn)動和高度Z方向的運(yùn)動。成形室用來把絲狀材料加熱到熔融態(tài)，材料室用來儲存FDM用的材料。（2）控制系統(tǒng)。由控制柜與電源柜組成，用來控制噴頭的運(yùn)動以及成形室的溫度。軟件系統(tǒng)：（1）幾何建模單元是設(shè)計(jì)人員借助三維軟件，如Pro/E，UG等，來完成實(shí)體模型的構(gòu)造，并以STL格式輸出模型的幾何信息。（2）信息處理單元主要完成STL文件處理、截面層文件生成、填充計(jì)算，數(shù)控代碼生成和對成形系統(tǒng)的控制。如果根據(jù)STL文件判斷出成形過程需要支撐的話，先由計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)出支撐結(jié)構(gòu)并生成支撐，然后對STL格式文件分層切片，最后根據(jù)每一層的填充路徑，將信息輸給成形系統(tǒng)完成模型的成形。供料系統(tǒng)：由馬達(dá)驅(qū)動橡膠輥?zhàn)?，從而將絲料送入成形噴頭。本文由湖南華曙高科手板模型小編整理完成第四篇：PVC棺材擠出成型工藝PVC棺材擠出成型工藝摘要：主要講述了PVC棺材的擠出成型中應(yīng)注意的事項(xiàng)，以及PVC棺材的生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)線設(shè)備等。關(guān)鍵詞：熔融、混煉、共聚、共混一、PVC的結(jié)構(gòu)和性能1、結(jié)構(gòu)PVC是使用最廣泛的塑料之一，PVC材料是一種非結(jié)晶性材，樹脂分子鏈中大多數(shù)是頭-尾結(jié)構(gòu)，只有少數(shù)的頭-頭結(jié)構(gòu)和尾-尾結(jié)構(gòu)。工業(yè)生產(chǎn)的PVC的聚合度在500-2000之間。2、性能PVC是無毒無臭的白色粉末。PVC塑料的密度為1.40g/cm3，加入增塑劑和填3料的PVC塑料的密度通常為1.15-2.00g/cm，玻璃化溫度87℃，熔點(diǎn)160-212℃。PVC塑料的力學(xué)性能取決于聚合物的相對分子質(zhì)量、增塑劑及填料的含量。一般情況下，填料含量增加，其拉伸強(qiáng)度降低。未加增塑劑的PVC是硬質(zhì)塑料，填加增塑劑后，柔軟性、伸長率、耐寒性增加，玻璃化溫度、脆性、硬度、拉伸強(qiáng)度等均降低。PVC在65-85℃開始軟化，170℃以上成黏流狀態(tài)，140℃即開始少量分解，隨溫度升高分解速度增加，190℃以上大量放出HCL氣體。PVC的含氯量高達(dá)56%，因而具有阻燃性和自熄性；而且具有良好的介電性能，是優(yōu)良的電絕緣材料。此外，PVC是一種熱穩(wěn)定性較差的聚合物，在光和熱的作用下能逐漸分解放出HC1，同時在力、氧、臭氧、氯化氰以及某些活性金屬（如銅、鋅等）離子存在下，使降解速度大大加快。PVC脫除HC1后在主鏈上形成共軛雙鍵，樹脂的顏色發(fā)生變化。由于PVC熱分解時放出HC1，而放出的HC1又對PVC的降解起催化作用，進(jìn)一步加快其降解速度，因此，往往要加入某些堿性物質(zhì)作為穩(wěn)定劑，以防止PVC熱降解。盡管如此，RPVC的熔體流動性仍然較差，需要較大的注射壓力，同時為避免出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象，在成型中宜選用低速注射。PVC吸水性較小，通常在0.1%以下，對要求不高的制品，成型前可不干燥。為減少PVC加工過程中分解出的HC1氣體對設(shè)備和模具的腐蝕，設(shè)備和模具必須選擇防腐的金屬材料，并做好相應(yīng)的防腐工作。二、PVC材料改性PVC具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，它對大多數(shù)的無機(jī)酸和堿是穩(wěn)定的，但在濃的硫酸、硝酸和鉻酸的作用下發(fā)生降解。在硬質(zhì)PVC（PVC-U）中，為了改善PVC的熱穩(wěn)定性、潤滑性、增韌性及外觀質(zhì)量等，應(yīng)加入各種助劑。提高PVC塑料性能的主要途徑是尋找合適的穩(wěn)定劑、增塑劑、填充劑等助劑進(jìn)行合理配置，通過共聚和共混對PVC進(jìn)行改性是一種有效的方法。三、PVC管材的簡介PVC塑料是一種多組分塑料，根據(jù)不同的用途可加入不同添加劑，因組分不同，PVC制品呈現(xiàn)不同的物理力學(xué)性能，針對不同場合應(yīng)用。而PVC塑料管在塑料管中所占的比例較大。PVC管材分硬軟兩種，RPVC管是將PVC樹脂與穩(wěn)定劑、潤滑劑等助劑混合，經(jīng)造粒后擠出機(jī)成型制得，也可采用粉料一次擠出成型。RPVC管耐化學(xué)腐蝕性與絕緣性好，主要輸送各種流體，以及用作電線套管等。RPVC管易切割、焊接、粘接、加熱可彎曲，因此安裝使用非常方便。SPVC管是由PVC樹脂加入較大量增塑劑和一定量穩(wěn)定劑，以及其他助劑，經(jīng)造粒后擠出成型制造。SPVC管材具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，卓越的電絕緣性和良好的柔軟性和著色性，此種管常用來代替橡膠管，用以輸送液體及腐蝕性介質(zhì)，也用作電纜套管及電線絕緣管等。硬管生產(chǎn)中樹脂應(yīng)選用聚合度較低的SG-5型樹脂，聚合度愈高，其物理力學(xué)性能及耐熱性愈好，但樹脂流動性差，給加工帶來一定困難，所以一般選用黏度為（1.7~1.8）×10-3Pa?s的SG-5型樹脂為宜。硬管一般采用鉛系穩(wěn)定劑，其熱穩(wěn)定性好，常用三鹽基性鉛，但它本身潤滑性較差，通常和潤滑性好的鉛、鋇皂類并用。加工硬管，潤滑劑的選擇和使用很重要，既要考慮內(nèi)潤滑降低分子間作用力，使熔體黏度下降有利成型，又要考慮外潤滑，防止熔體與熾熱的金屬粘連，使制品表面光亮。內(nèi)潤滑一般用金屬皂類，外潤滑用低熔點(diǎn)蠟。填充劑主要用碳酸鈣和鋇（重晶石粉），碳酸鈣使管材表面性能好，鋇可改善成型性，使管材易定型，兩者可降低成本，但用量過多會影響管材性能，壓力管和耐腐蝕管最好不加或少加填充劑。四、PVC棺材生產(chǎn)線的工藝流程生產(chǎn)流程原料+助劑配制→混合→輸送上料→強(qiáng)制喂料→錐型雙螺桿擠出機(jī)→擠出模具→定徑套→噴淋真空定型箱→浸泡冷卻水箱→油墨印字機(jī)→履帶牽引機(jī)→抬刀切割機(jī)→管材堆放架→成品檢測包裝RPVC管的成型使用SG-5型PVC樹脂，并加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、填充劑、顏料等，這些原料經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚砗蟀磁浞竭M(jìn)行捏合，若擠管采用單螺桿擠出機(jī)，還應(yīng)將捏合后的粉料造成粒，再擠出成型：若采用雙螺桿擠出機(jī)，可直接用粉料成型另外，在生產(chǎn)中可與上述所示流程不同，即采取粉料直接擠出管材而不進(jìn)行造粒，但應(yīng)注意兩點(diǎn)：其一，粉料直接擠出成型最好采用雙螺桿擠出機(jī)，因粉料與粒料相比，少了一次混合剪切塑化工序，故采用雙螺桿擠出機(jī)可加強(qiáng)剪切塑化，達(dá)到預(yù)期效果；其二，因粒料比粉料密實(shí)，受熱及熱的傳導(dǎo)不良，故粉料的加工溫度可比相應(yīng)粒料的加工溫度低10℃左右為宜。五、PVC管材生產(chǎn)線設(shè)備（1）原料混合：是將PVC穩(wěn)定劑、增塑劑、抗氧化劑等其它輔料，按比例、工藝先后加入高速混合機(jī)內(nèi)，經(jīng)物料與機(jī)械自摩擦使物料升溫至設(shè)定工藝溫度，然后經(jīng)冷混機(jī)將物料降至40-50度；這樣就可以加入到擠出機(jī)的料斗。（2）擠出機(jī)部分：本機(jī)裝有定量加料裝置，使擠出量與加料量能夠匹配，確保制品穩(wěn)定擠出。由于錐形螺桿的特點(diǎn)，加料段具有較大的直徑，對物料的傳熱面積和剪切速度比較大，有利于物料的塑化，計(jì)量段螺桿直徑小，減少了傳熱面積和對熔體的剪切速度，使熔體能在較低的溫度下擠出。螺桿在機(jī)筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，將PVC混合料塑化后推向機(jī)頭，從而達(dá)到壓實(shí)、熔融、混煉均化；并實(shí)現(xiàn)排氣、脫水之目的。加料裝置及螺桿驅(qū)動裝置采用變頻調(diào)速，可實(shí)現(xiàn)同步調(diào)速（3）擠出模頭部分：經(jīng)壓實(shí)、熔融、混煉均化的PVC，有后續(xù)物料經(jīng)螺桿推向模頭，擠出模頭是管材成型的關(guān)建部件。（4）真空定型水箱用于管材的定型、冷卻,真空定型水箱上裝有供定型和冷卻的真空系統(tǒng)和水循環(huán)系統(tǒng)，不銹鋼箱體，循環(huán)水噴淋冷卻,真空定型水箱上裝有前后移動裝置和左右、高低調(diào)節(jié)手動裝置。（5）牽引機(jī)用于連續(xù)、自動地將已冷卻變硬的管材從機(jī)頭處引出來，變頻調(diào)速。（6）切割機(jī)：由行程開關(guān)根據(jù)要求長度控制后，進(jìn)行自動切割，并延時翻架，實(shí)行流水生產(chǎn),切割機(jī)以定長工開關(guān)信號為指令，完成切割全過程，在切割過程中與管材運(yùn)行保持同步，切割過程由電動和氣動驅(qū)動完成,切割機(jī)設(shè)有吸塵裝置，將切割產(chǎn)生的碎屑及時吸出，并回收。（7）翻料架翻料動作由氣缸通過氣路控制來實(shí)現(xiàn)，翻料架設(shè)有一個限位裝置，當(dāng)切割鋸切斷管材后，管材繼續(xù)輸送，經(jīng)延時后，氣缸進(jìn)入工作，實(shí)現(xiàn)翻料動作，達(dá)到卸料目的。卸料后經(jīng)延時數(shù)秒自動復(fù)位，等待下一循環(huán)。六、擠出工藝控制在生產(chǎn)過程中，由于PVC是熱敏性材料，即使加入熱穩(wěn)定劑也只能是提高分解溫度，延長穩(wěn)定時間而不可能不出現(xiàn)分解，這就要求PVC的成型加工溫度應(yīng)嚴(yán)格控制。特別是RPVC，因其加工溫度與分解溫度很接近，往往因?yàn)闇囟瓤刂撇划?dāng)造成分解現(xiàn)象。因此，擠出溫度應(yīng)根據(jù)配方、擠出機(jī)特性、機(jī)頭結(jié)構(gòu)、螺桿轉(zhuǎn)速、測溫點(diǎn)位置、測溫儀器的誤差及測溫點(diǎn)深度等因素確定。（1）溫度控制溫度是影響塑化質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。溫度過低，塑化不良，管材外觀和力學(xué)性能較差，經(jīng)分流器支架后，熔接痕明顯或熔接處強(qiáng)度低。由于PVC熱穩(wěn)定性較差，溫度過高會發(fā)生分解，產(chǎn)生變色、焦燒，使操作無法進(jìn)行。具體溫度應(yīng)根據(jù)原料配方，擠出機(jī)及機(jī)頭結(jié)構(gòu)，螺桿轉(zhuǎn)速的操作等綜合條件加以確定。（2）螺桿冷卻由于RPVC熔體黏度大，流動性差，為防止螺桿因摩擦熱過大而升溫，引起螺桿黏料分解或使管材內(nèi)壁毛糙，必須降低螺桿溫度，這樣可使物料塑化好，管內(nèi)表面光亮，提高管材內(nèi)外質(zhì)量。螺桿溫度一般控制在80~100℃之間，若溫度過低反壓力增加，產(chǎn)量下降，甚至?xí)l(fā)生物料擠不出來而損壞螺桿軸承的事故。因此，螺桿冷卻應(yīng)控制出水溫度不低于70~80℃。冷卻方法是在螺桿內(nèi)部用通銅管的方法進(jìn)行水冷卻。（3）螺桿轉(zhuǎn)速螺桿轉(zhuǎn)速的快慢關(guān)系到管材的質(zhì)量和產(chǎn)量。螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)根據(jù)擠出機(jī)規(guī)格和管材規(guī)格決定。原則上，大機(jī)器擠小管，轉(zhuǎn)速較低：小機(jī)器擠大管，轉(zhuǎn)速較高。一般ф45單螺桿擠出機(jī)，螺桿轉(zhuǎn)速為20~40r/min，ф90單螺桿擠出機(jī)，螺桿轉(zhuǎn)速為10~20r/min；雙螺桿擠出機(jī)15~30r/min。提高螺桿轉(zhuǎn)速雖可一定期程序上提高產(chǎn)量，若過高地追求產(chǎn)量，不改變物料和螺桿結(jié)構(gòu)的情況下，會引起物料塑化不良，管壁粗糙，管材強(qiáng)度下降。（4）定徑的壓力和真空度管坯被擠出口模時，溫度還很高。為了使管材獲得較低的粗糙度、正確的尺寸和幾何形狀，所以，管坯離開口模時必須立即定徑和冷卻。RPVC管材一般均采用內(nèi)壓外定徑的方法，管內(nèi)通壓縮空氣使管材外表面緊貼定徑套內(nèi)壁定型并保持一定圓度，一般壓縮空氣壓力范圍在0.02~0.05Mpa，壓力要求穩(wěn)定，可設(shè)置一貯氣缸使壓縮空氣壓力穩(wěn)定。壓力過小，管材不圓，壓力過大，一是氣塞易損壞造成漏氣，二是易冷卻芯模，影響管材質(zhì)量，壓力忽大忽小，管材形成竹節(jié)狀。若采用真空法定徑，其真空度約為0.035~0.070Mpa。（5）牽引速率牽引速率直接影響管材生產(chǎn)的產(chǎn)量，同時影響管材壁厚，牽引速率不穩(wěn)定會使管徑出現(xiàn)忽大忽小的現(xiàn)象。牽引速度應(yīng)與管材的擠出速率密切配合。正常生產(chǎn)時，牽引速率應(yīng)比擠出線速度稍快1%~10%。牽引速率愈慢，管壁愈厚，牽引速率愈快，管壁愈薄，還會使管材縱向收縮率增加，內(nèi)應(yīng)力增大，從而影響管材尺寸、合格率及使用效果。