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FDM深度应用:最普及但又最实用的3D打印技术

印象中FDM 3D打印技术精度低、表面质量差、打印速度还慢,似乎只能做一些类似玩具的小玩意儿,中看不中用。如此认为,就实在低估了其价值。

 

殊不知,价格最低、普及程度最高的FDM技术,上至航空航天,下至服装、汽车、工业制造等高大上的行业,都有该技术的广泛参与,而且在有些方面还完全替代了金属。金属打印又怎样,该靠边还是得靠边。


FDM 3D打印机采用熔融挤压原理,从底部一层一层通过挤出热塑性塑料构建零件。先来看下基本过程,专业人员请自行忽略。

 

丝材传输

喷头挤出支撑结构和实体部分

实际打印状况

 

其实FDM怎么用,能用到什么程度,需要靠打印机和材料的双重保障,还要看想法。那么FDM又是怎样实现深度应用的呢?

 

1. FDM用于航空

 

 

上图是西班牙航空公司Indaero为空客提供的定制部件,用于将滑动框固定到直升机机翼内部。该部件传统上采用铝合金制作,重量达12公斤,需两名操作员将其固定并标记钻孔;而Indaero借助3D技术对其进行了重新设计,同时采用FDM打印机结合工程塑料制作,重量仅3公斤,不仅可以独立站立而且完全符合机翼曲率,与此同时,新部件价格更加便宜。于此,谁说FDM只能打玩具,这不也上天了?!以上部件只是其一,能飞上天的可不只有它。

 

2. FDM用于汽车

 

自2014年以来,葡萄牙的大众Autoeuropa工厂一直使用3D打印机生产用于流水线的模具组件。大众汽车已经宣布,在2016年,该工厂使用FDM台式3D打印机每年可节省16万美元--将传统生产成本降低90%以上,工具开发时间缩短95%。

 


采用FDM打印机制作的轮胎保护夹具彻底实现了内部按需制造,并且成本降低到了23.4美元,完成时间也缩短到了10天左右,在此之前,它只能从外部供应商那里获得,总费用高达893美元,完成时间是56天。

 

 

2016年,该工厂3D打印了约1000个FDM零件用于汽车制造,2017年将节省20万美元,几台FDM的价格可远没有这么多钱啊。

 

3. FDM用于其他工业生产

 

在航空工业中需要使用三坐标测量仪测量零件的精度,而三坐标测量仪需要借助专门的夹具固定零件。过去这种定制的夹具需要外包采用钢材制作,如今使用FDM打印机制作工程塑料级的低成本夹具,制作周期更短,成本更低,而且需要多少就打印多少,减轻库存压力。

 


日本理光集团也正采用集成的3D打印工具,提高运营收益,创造更具成本效益的生产线。其生产的零件数量庞大,需要花费大量的时间和精力为每一个零件找出正确的夹具和定位工具。随着部件数量的增加,手动操作变得很冗长,操作人员在取出部件并将其放回原来的夹具之前,需要检查每个部件的形状、方向和角度。为了提高工作效率,理光重新设计了“烦人的”夹具和定位工具以配合其制造进度。

 

FDM打印的夹具辅助生产

塑料定位工具替代金属部件

 

采用FDM制作的定位工具不仅取代了金属部件,还大大降低了成本,提高了工作效率。FDM帮助理光实现了零件定制和按需生产,有助于生产重组和现代化的突破。

 

以上实例足以说明FDM在工业生产中可以发挥巨大作用,但这是基于打印机具备优良的性能,材料也并非平常所见到的塑料。FDM可以生产出具有出色的耐热性和耐化学性以及优异强度重量比的生产零件和功能性原型。但是在有些领域,比如服装时尚,也不见得就需要那么高端的设备和材料。其实,工艺是好工艺,设备也是好设备,就看怎么玩。

 

威布三维在之前所提到的,很多桌面机厂商正在向着专业领域迈进,相信不久的将来国内会有性能优异的FDM工业机面世,FDM的工业应用也迟早会被国内认识到,让我们拭目以待。

 

            桌面级FDM 3D打印机                       FDM 食品3D打印机              

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