隨著3D打印技術(shù)的不斷普及，越來(lái)越多人開(kāi)始關(guān)注起3D打印機(jī)，3d打印中的FDM（Fused Deposition Modeling）是工藝熔融沉積制造（FDM）工藝由美國(guó)學(xué)者Scott Crump于1988年研制成功。
FDM 3D打印機(jī)的材料一般是熱塑性材料，如蠟、ABS、尼龍等。以絲狀供料。材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔化的材料擠出，材料迅速凝固，并與周?chē)牟牧夏Y(jié)。原理其實(shí)跟熱熔膠槍是一樣的，就是把一段塑料棒加熱融化，在噴嘴上擠出材料，然后按照軟件設(shè)置好的路徑畫(huà)出模型的形狀。擠出的材料有一定的直徑，一層一層疊起來(lái)就會(huì)形成立體的物件。
3D打印中的FDM的優(yōu)點(diǎn)：
1、由于熱融擠壓頭系統(tǒng)構(gòu)造原理和操作簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低，系統(tǒng)運(yùn)行安全；
2、成型速度慢，用熔融沉積方法生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，不需要SLA中的刮板再加工這一道工序；
3、用蠟成型的零件原型，可以直接用于熔模鑄造；
4、可以成型任意復(fù)雜程度的零件，常用于成型具有很復(fù)雜的內(nèi)腔、孔等零件；
5、原材料在成型過(guò)程中無(wú)化學(xué)變化，制件的翹曲變形?。?/p>
6、原材料利用率高，且材料壽命長(zhǎng)。
其實(shí)我們大部分人都接觸過(guò) 3D 打印的產(chǎn)品——蛋糕。只不過(guò)3D打印機(jī)是能精確地控制擠出直徑，冷卻溫度，X、Y、Z的控制精度。讓每一層材料精確地冷卻固化在指定位置。
一臺(tái)FDM 3D打印機(jī)，大概有幾十個(gè)零件。根據(jù)分工，我們可以把它們抽象成幾個(gè)部分。
外框：打印機(jī)的骨架
打印的過(guò)程中，噴頭要在水平XY平面和垂直的Z軸運(yùn)動(dòng)（有的機(jī)型是噴頭固定高度，打印平臺(tái)來(lái)移動(dòng)）。外框越穩(wěn)固，打印出來(lái)的效果就越好。像巨影FDM 3D打印機(jī)采用的都是鈑金一體結(jié)構(gòu)，打印也是更穩(wěn)定！
步進(jìn)電機(jī)+傳動(dòng)系統(tǒng)：打印機(jī)的手臂
打印機(jī)一般用多個(gè)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)皮帶或者齒輪來(lái)控制噴頭。電機(jī)的精度普遍都挺高的，所以這個(gè)部分，決定因素其實(shí)是皮帶。皮帶過(guò)緊可能會(huì)在打印過(guò)程中眺齒；皮帶過(guò)松，可能打印的時(shí)候有曠量，就是電機(jī)轉(zhuǎn)了，噴頭卻沒(méi)有相應(yīng)的移動(dòng)。表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象就是打印的圓弧不圓，直角不直。
噴頭：打印機(jī)的心臟
這里為了好理解，用了噴頭這個(gè)詞，標(biāo)準(zhǔn)的叫法是擠出機(jī)。包含一個(gè)噴嘴，一個(gè)加熱裝置讓材料融化，一個(gè)推送裝置把固體的料拉進(jìn)加熱區(qū)域，一個(gè)冷卻風(fēng)扇讓噴頭的材料溫度降下來(lái)，到打印出來(lái)的時(shí)候快速固化。這部分的重點(diǎn)是溫度和速度。根據(jù)不同的材料來(lái)配置加熱溫度，讓材料可以順暢地在固態(tài)——液態(tài)——固態(tài)之間轉(zhuǎn)化。加熱溫度比較固定，根據(jù)材料配置就行，比如PLA材料210℃比較合適。溫度過(guò)高，不能及時(shí)冷卻和固化，打印出來(lái)的東西會(huì)比較塌，不太好成型。溫度過(guò)低，材料沒(méi)有足夠的溫度，跟已經(jīng)打印的原料結(jié)合，打印出來(lái)的東西會(huì)比較的粗糙，強(qiáng)度也不夠，容易分層斷裂。速度由噴嘴直徑和推送裝置的速度決定。這個(gè)也要平衡好，為了獲得更好的打印質(zhì)量，一般推薦速度在80mm/s以下效果比較好。
打印機(jī)操作系統(tǒng)：小腦
FDM 3D打印機(jī)，大多是基于開(kāi)源的 RepRap 項(xiàng)目，或者定制的 RepRap 系統(tǒng)。類(lèi)似 Android 的情況，這個(gè)系統(tǒng)用來(lái)執(zhí)行 Gcode 打印指令，然后用傳感器收集溫度數(shù)據(jù)上傳，純執(zhí)行角色。
切片軟件：大腦
切片軟件是打印機(jī)的大腦。
這里面可以分三個(gè)部分說(shuō)。
首先是打印的走線(xiàn)。就是模型分層后，具體噴頭走哪個(gè)路徑，怎么避開(kāi)已經(jīng)打印的線(xiàn)，怎么盡量拐大彎來(lái)降低對(duì)精度的要求。
然后是填充算法。怎么保證用料又少，又有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
還有就是支撐結(jié)構(gòu)。這個(gè)可以拿攀巖來(lái)打比方，你攀一個(gè)負(fù)角度的地方，就容易掉下去。一般你設(shè)計(jì)的懸空角度不大于45°，那應(yīng)該可以直接打印。如果模型中有多處懸空，會(huì)造成打印層的松軟和下沉。軟件可以自動(dòng)地在懸空的位置下面墊一些料，自動(dòng)幫你完成。
打印參數(shù)設(shè)置會(huì)影響最終打印效果，需要根據(jù)自己的機(jī)器，用的材料設(shè)定最優(yōu)的方案。
