FDM 3D 打印：桌面与工业

熔融沉积建模 (FDM) 通常与廉价 3D 打印的想法相关联。事实上，FDM 工艺的低成本和相对简单性使其成为各种应用的理想选择。另一个优点是彩色印刷，降低了后处理成本。在 FDM 打印机中，将一根细长的热塑性塑料（即加热时熔化，在室温下固化的塑料）送入喷嘴。喷嘴加热并熔化塑料，然后将其添加到连续的薄层中以构建 3D 模型。

如今，FDM 3D 打印工艺可用于消费和工业 3D 打印的各个领域和应用。

桌面3D打印

桌面 3D 或消费者 FDM 打印面向业余爱好者和业余家庭用户，提供小巧、价格合理且易于使用的 3D 打印机。它让消费者或爱好者可以试验他们的 CAD 设计并了解其可行性。由于 FDM 灯丝的价格也较便宜，因此它为初始设计的修正和任何修改提供了很大的空间。

特点

• 价格： FDM 是市场上最便宜的打印选项之一。它的价格可能已经从 200 欧元开始。它在打印和构建材料方面都很便宜。与主要用于原型制作的 SLA 和 MJF 等同类产品相比，FDM 更便宜且制造无忧。
• 构建体积： 消费级 3D 打印机专为家庭使用而设计。因此，他们可以被称为专业同行的迷你版。打印尺寸从 10 x 10 x 10 毫米到 200 x 200 x 200 毫米不等。
• 材料： 爱好者 3D 打印最常见的材料是 PLA、ABS、PETG、ASA。它们价格便宜，而且很容易买到。
• 分辨率： 桌面 3D 打印机的通常分辨率在 X-Y 方向为 100-1000 微米，在 Z 方向约为 500 微米（0.5 毫米）。

应用程序

大多数桌面 3D 打印机既不够强大也不够高效，无法用于工业应用中的快速原型制作。它们面向希望创建备件、定制物品、玩具和装饰品等的业余爱好者和家庭用户。打印过程通常很慢；复杂的设计可能需要几个小时才能打印出来，并且通常需要用户监督。打印材料和速度方面的限制意味着消费者 3D 打印机最适合在家中使用。

限制

• 更少的构建量： 桌面 3D 打印机的构建体积很少超过 200 x 200 x 200 毫米。这将打印机的应用程序限制在小型物体上。
• 低分辨率： 桌面 3D 打印机通常以 100 微米打印。这明显低于专业打印机上可用的最低分辨率。
• 选材少： 消费类 3D 打印机只能使用少量塑料材料进行打印。
• 打印速度慢： 打印速度慢和打印错误频繁是 3D 打印广泛采用的主要挑战。
• 准确率低： 尽管每一代桌面 3D 打印机的准确性都在逐渐提高，但与专业 3D 打印机相比，它仍然低于标准。这限制了可打印对象的复杂性。

工业 3D 打印

工业 3D 打印（也称为“专业 3D 打印”）是消费级 3D 打印的工业级对应物。它主要用于概念建模、加工、制造、功能原型以及最终用途零件。专业打印机（例如 Stratasys 3D 打印机）比桌面打印机更昂贵、更强大且更高效。

特点

• 价格： 设计师和产品制造商使用专业 3D 打印机制作模具和原型。它们还必须能够有效地打印大型物体，因此价格昂贵。建筑材料也很昂贵。与消费者打印相比，它通常最终是 5-6 倍。
• 构建体积： 构建体积是专业 3D 打印机的一个重要考虑因素，因为它决定了可以一次构建的最大部分。构建尺寸从 200 x 200 x 300 毫米到 914 x 610 x 914 毫米不等，具体取决于打印机。
• 材料： 最常见的材料是 PC、ABS M30、ULTEM。
• 分辨率： 分辨率是指构建层的最小厚度。这是专业应用程序的关键要求。专业打印机可以以低至 16 微米的分辨率进行打印 (Stratasys Objet1000)。高端生产级打印机甚至可以打印只有 3 微米厚的层（3D Systems Pro 60 HD）。

材料

与台式打印机相比，工业打印机的主要优势之一是它们可以打印的材料范围。大多数制造商都有自己专门设计的专有材料组合。广泛的可用材料意味着最终用户可以选择适合其打印要求的材料。
工业打印机还允许使用更先进的材料。例如，Xometry 为采用 M30 Stratasys 材料的 ABS 零件提供 FDM 3D 打印的特殊选项，该材料比标准选项具有更高的强度和更好的性能。

应用程序

概念建模

概念建模涉及将早期的想法和概念变为现实。概念建模在设计、工程和建筑公司中很常见，用于测试、验证和改进初始原始设计。

制造模具

专业的 3D 打印机使制造商能够在数小时内在内部为工具、固定装置和夹具制造模具和铸件，从而大大缩短生产时间。

快速制造

降低成本和加快生产速度意味着制造商可以使用 3D 打印机直接创建最终用途零件，而无需工具。如果 3D 打印技术以目前的速度继续发展，那么在未来几年内，快速制造可以成为流水线生产的可行替代方案。

快速原型制作

专业打印机的主要优势之一是它们能够用不同的材料制造移动部件。这使制造商能够生产功能齐全的原型用于测试目的。快速原型制作可以提高生产力，并有助于在设计过程的早期发现错误。

限制

昂贵的打印

由于昂贵的构建材料，打印成本很高。还有其他工艺，例如 SLA 和 SLS，它们几乎处于相同的价格水平，并且提供不同的材料。

结论

下表对这两种类型的打印机进行了简要总结。

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