从“网红月球灯”看3D打印中的FDM技术

山东积成中物智能装备有限公司     陈现伦

中秋节期间，我们3D打印中心制作了磁悬浮月球灯和遥控月球灯，月球灯体采用3D打印技术中的FDM技术制成，所用材料为PLA环保可降解材料，深受客户的欢迎。

接下来就让我们一起来了解以下制作月球灯的FDM技术。

1、FDM技术简介

FDM技术是一种加工成本低、成型速度快的3D打印技术，成型基材为低熔点丝状材料,常用材料有PLA、ABS、PC、尼龙等，材料特性如表1所示。

FDM 系统主要包括喷头、送丝机构、运动机构、加热机构和工作台等几个部分。喷头将材料加热熔化, 然后沿零件截面轮廓和填充轨迹运动同时挤出材料, 与前一层粘结并在迅速固化, 如此层层堆积即可得到实体零件。FDM工艺在制造悬臂件时需要添加支撑，支撑可以用同一种材料建造, 只需要一个喷头, 现在一般都采用双喷头独立加热, 一个用来喷模型材料制造零件, 另一个用来喷支撑材料做支撑, 两种材料的特性不同, 制作完毕后去除支撑相当容易。FDM工艺原理如图3所示。

2、FDM技术的应用领域

目前，FDM技术除了可制作作为节日礼品的月球灯外，还可用于制作壳体、模型、工艺品和工作辅助用具等，给我们的工作和生活带来极大的便利，下面来举例介绍一下我们3D打印中心采用FDM技术制作的一些产品。

（1）壳体

如图4所示为FDM机正在打印中的负离子发生器的壳体部件，我们通过FDM技术以较低的成本快速制作出此壳体部件用来做实验验证。

（2）模型

图5所示为采用FDM技术打印的水泵模型，可以辅助老师授课，使老师的授课更加生动形象。图6所示为采用FDM技术打印的股骨头模型，医生们可以根据骨骼模型来做术前规划，在医疗领域，部分截骨手术所需要的导板也可采用FDM技术制作。

（3）工艺品

图7、图8、图9所示为采用FDM技术打印的工艺品。指尖积木和小鱼模型均是整体打印出来的，是可动的，可以拿在手中把玩，人物雕像可以作为展示品供人观赏。

（4）工作辅助用具

图10所示为采用FDM技术打印的丝材放线架，我们在进行FDM打印工作时，由于打印机自带的放线架卷轴与某些丝材盘具内孔不匹配，因而我们采用FDM技术制作了这种放线架来为打印机提供丝材。图11所示为采用FDM技术打印的吸尘专用喇叭口。我们3D打印中心工作人员在打磨工件时会产生扬尘，若不慎吸入会对身体有害，因而我们需要一种喇叭口部件安装在吸尘器上及时抽取扬尘，由于在商场无法买到这种特定规格的喇叭口部件，因此我们采用FDM技术制作出一种方口尺寸250X200mm、圆口内径35mm、总高度200mm的喇叭口部件。

FDM技术除了应用于制作节日礼品、工艺品、教学用具等物品之外，我们日常生活中常用的一些小部件也可以通过FDM技术制作，如手机支架、牙刷架、以及一些儿童玩具都可以通过FDM技术制作出来。

3、其他产品

以上介绍了我们3D打印中心采用FDM技术制作的部分产品，另外我们还可以制作光敏树脂件和金属件，下面来简单介绍一下。

图12所示为采用SLA技术以光敏树脂为基材打印的机壳，用来验证一些理论数据，这种结构采用传统制造技术难以加工出来，若开模加工就会产生较大的费用，采用SLA技术制作既省时，而且成本较低。根据不同需求，类似的机壳结构采用FDM技术和SLM技术也可以制作出来。

图13-15所示为采用SLM技术以316L不锈钢为基材打印的航空专用的支架、模具专用的浇口套以及发动机专用的燃烧室，可以直接投入实际应用，SLM技术精确地制作出了其中的复杂结构，这些复杂结构采用传统制造技术是难以加工出来的。

4、结语

目前3D打印技术越来越贴近我们的生活，各行各业的工程技术人员在做一些创新研究时会需要一些实体部件来验证自己的理论，尤其是带有不规则形状结构（比如较多曲面结构）的实体部件通过传统制造技术难以加工出来，而采用3D打印技术可以快速的制作出来，这种技术对我们创新研究有着巨大的推动作用，因而我们都需要了解3D打印技术。

以后若有新的打印案例，我们会及时与各位朋友分享，各位朋友若有3D打印产品的需要，欢迎随时联系我们！