何时使用传统添加剂而不是新技术
熔融沉积建模 (FDM),有时也称为熔丝制造 (FFF),是一种自增材技术出现以来就一直存在的制造工艺。 S. Scott Crump 在 1980 年代末和 90 年代初创立 Stratasys 后开发并商业化了这一工艺,从那时起,FDM 工艺已成为当今许多人思考 3D 打印的代名词。
FDM 3D 打印机通过加热喷嘴挤出热塑性细丝并将熔融塑料层施加到构建平台上来工作。一旦层冷却,部分就完成了。
使用 FDM 技术进行制造通常比使用碳数字光合成 (DLS)、立体光刻 (SLA) 或 HP MultiJet Fusion (MJF) 等较新的增材技术更简单、更直接,因为它只涉及热量和塑料——没有大桶、树脂或需要紫外线灯。
DLS 和 MJF 等尖端增材制造技术令人兴奋,并有望带来新的可能性——但这并不一定意味着它们是每个项目的最佳选择。通常,产品团队——被新 3D 打印技术的新颖性和兴奋所吸引——忽视了 FDM 等传统增材制造技术的好处。但是,在很多情况下,FDM 实际上会产生最好的结果。
为什么选择传统添加剂而不是新的 3D 打印技术?
工程师应该考虑使用传统添加剂而不是新的 3D 打印技术,因为这些方法经受住了数十年的实战测试。由于 FDM 已经广泛使用了几十年,它拥有比新技术更强大的知识库。因为他们对 FDM 流程感到满意并意识到其局限性,工程师和产品团队可以充满信心地构建并尝试创新设计。
在材料选择方面,传统添加剂超过了各种 3D 打印技术。 FDM 与多种热塑性塑料兼容——从 ABS 到尼龙再到 TPU——这些塑料已经过多年的测试、监管和好评。事实上,习惯于其他塑料制造工艺(例如注塑成型)的工程师可以轻松使用 FDM 机器使用与他们通常使用的完全相同的材料制造零件。
相比之下,更年轻的 3D 打印技术材料仍在评估中,五六年后产品团队可能会发现,他们用于最后一次生产运行的材料并不是确保长期性能的最佳选择。工程师可以通过使用传统添加剂完全消除这个潜在的痛点。
此外,FDM 是唯一与 ULTEM® (PEI) 兼容的添加剂技术,ULTEM® (PEI) 是唯一获准用于航空航天工业的高性能热塑性塑料。通过使用传统添加剂,工程师可以在受严格监管的行业中寻求更具挑战性的创新用例。
在 FDM 过程中实现更广泛的设计和工程灵活性的另一个因素是 FDM 机器及其工作空间的物理尺寸。 FDM 机器通常比新的 3D 打印技术更大,可以创建更大的零件。 MJF、SLA 和 DLS 机器都提供更小的工作空间,从而限制了可制造零件的尺寸。
最后,在 3D 快速原型制作方面,FDM 通常比新的 3D 打印技术更可靠。这个过程快速、可靠、高效,非常适合在不增加成本的情况下创建多个原型。
在增材制造技术之间进行选择
尽管有这些关键优势,但传统添加剂确实有其缺点。例如,通常不建议将 FDM 用于面向消费者的产品或需要清洁表面光洁度的应用,因为长丝挤出通常会在零件上留下明显的纹理差异。使用 FDM 创建微小的特征或晶格也具有挑战性。在这种情况下,利用更新的 3D 打印技术会更有意义。
在决定增材制造技术时,最好先考虑尺寸和几何形状。这些因素将大大缩小预期流程的范围。如果工程师想要打印大型塑料部件,他们可以放心,FDM 可能是制造的最佳选择之一。
如果工程师想要打印尺寸更适中的零件,他们可以考虑更广泛的工艺,同时请记住,Carbon DLS 仅推荐用于小于手掌的零件。如果工程师想要打印具有复杂细节或高分辨率的面向消费者的产品,他们最好将评估范围缩小到 DLS、SLS 或 MJF。
考虑到尺寸和形状后,工程师和产品团队可以更加细化,并开始考虑材料、成本、生产速度和数量等。
在专家建议和指导下打造更好的零件
谈到增材制造技术,更新并不总是更好。 FDM 是在 30 多年前开发的,但它仍然是用于快速成型和制造大型零件的顶级增材制造技术。
此外,在可用材料方面,它超越了各种 3D 打印技术。尽管如此,在某些情况下,新的 3D 打印技术提供了传统添加剂无法提供的东西。由产品团队负责尽职调查,以确保他们为特定项目选择最合适的添加剂技术。
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