理论教育 FDM技术成型材料种类及特性

FDM技术成型材料种类及特性

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)FDM技术用成型材料的特性及要求FDM技术对材料的具体要求是黏度低、熔融温度低、粘结性好且收缩率小。此外,FDM技术要求其成型材料具备较好的粘结性。(二)FDM支撑材料的特性及要求FDM技术对支撑材料的具体要求是:与成型材料不相融、具有较低的熔融温度、流动性好、能够承受一定的高温、具有水溶性或者酸溶性等特性。

FDM技术成型材料种类及特性

FDM用材料是FDM技术的核心部分,可分为两部分:成型材料与支撑材料。成型材料主要有ABS、ABSi、MABS、蜡丝、聚烯烃树脂丝、尼龙丝及聚酰胺丝等。

(一)FDM技术用成型材料的特性及要求

FDM技术对材料的具体要求是黏度低、熔融温度低、粘结性好且收缩率小。影响材料挤出过程的主要因素是丝束的黏度。材料的黏度若低,则流动性好,阻力就小,这有助于丝束顺利地从熔融喷头中挤出;材料的黏度过高,则材料的流动性差,阻力就大,造成丝束不能顺利地从熔融喷头中挤出,从而影响成型精度及表面质量。

其次,FDM技术要求其成型材料的熔融温度要尽可能低,这有利于材料在较低的温度下顺利挤出,同时也可提高喷头和整个机械系统的寿命,还可以减少材料在挤出前后的温差,减少热应力,从而提高原型制件的表面精度。

此外,FDM技术要求其成型材料具备较好的粘结性。粘结性的好坏直接影响制件的强度。由于FDM技术是基于分层叠加型技术,故层与层之间的连接是零件强度最弱的地方。若粘结性过低,在成型过程中由于热应力的影响,可能就会造成层与层之间的开裂。因此,FDM技术用材料应具备较好的粘结特性。

收缩率也是影响成型精度一个主要因素。当丝束在挤出时,喷头内需要保持一定的压力,材料才能顺利被挤出,丝束在挤出后,尤其是在熔融喷头的出口处,会出现挤出胀大现象,即造成喷头挤出的丝束直径与喷嘴的实际直径相差太大,这将严重影响材料的成型精度。同时也可能会产生热应力,严重时会使成型制件出现翘曲及开裂现象。因此,FDM技术用材料的收缩率要尽可能低,以免引起成型制件的尺寸误差。

(二)FDM支撑材料的特性及要求(www.daowen.com)

FDM技术对支撑材料的具体要求是:与成型材料不相融、具有较低的熔融温度、流动性好、能够承受一定的高温、具有水溶性或者酸溶性等特性。其具体要求如下:

1.能承受较高的温度 由于FDM技术用支撑材料与成型材料相互接触,所以支撑材料须能承受成型材料的高温,并在此温度下不发生分解和熔融,且在空气中能够较快冷却,因此支撑材料须能承受100℃左右的温度。

2.与成型材料不具亲和力,以便后处理 支撑材料虽然是FDM技术中必需的辅助成型材料,但在成型制件加工完毕后应该将其去除,因此支撑材料应与成型材料不具备亲和力,以便容易去除。

3.具有水溶性或者酸溶性等特性 FDM技术的最大优点是可以成型具有任意复杂外形和内部结构的零件,经常用于制作具有复杂的内腔、孔等结构的零部件。因此,为了便于后续处理,支撑材料在材料的选择上应该是能够在某种液体里快速溶解,并且这种液体应无污染、无毒。目前大量使用的成型材料一般为ABS丝束,该材料不能溶解在有机溶剂中。鉴于此,Stratasys公司目前已研发出水溶性支撑材料。

4.具有较低的熔融温度 若熔融温度低,则成型与支撑材料在较低的温度下就可顺利挤出,从而提高喷头的使用寿命。

5.流动性好 FDM技术对支撑材料的成型精度要求不高,因此为了提高设备的扫描速度,要求支撑材料具有较好的流动性。

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