熔融挤压成型
聚合物加工原理
聚合物加工原理聚合物是一种常见的材料，广泛用于各个领域，如塑料制品、纺织品、医用材料等。
聚合物加工是将聚合物材料通过热、力、机械等加工方式，将其改变为需要的形状和结构的过程。
本文将介绍聚合物加工的原理及常见的加工方法。
一、聚合物本质上是由大量单体分子通过共价键连接而成的高分子化合物。
聚合物加工的原理是通过加热和加压来改变聚合物分子链的排列方式，从而改变聚合物的形状和性能。
聚合物材料通常以树脂的形态存在，树脂在加工过程中会经历熔融、流动、固化等阶段。
在加工中，将聚合物树脂加热到足够的温度使其熔化，然后将熔化的聚合物注入模具中，通过机械力或其他手段使其形成所需的形状，随后冷却固化。
聚合物加工的主要原理包括：1. 熔融：将聚合物加热至其熔点以上，使其转变为可流动的液体状态。
在熔融状态下，聚合物分子链之间的相互作用力减弱，分子链可以通过流动重新排列。
2. 流动：将熔融的聚合物注入到模具中，通过施加压力或其他力量使其形成所需的形状。
在流动过程中，聚合物分子链在施加的力下发生位移和变形。
3. 固化：冷却并固化聚合物，将其固定在所需的形状和结构中。
聚合物冷却后，分子链重新排列，形成固态结构，从而保持所需的形状。
二、聚合物加工方法聚合物加工有多种方法，常见的包括注塑、挤出、吹塑、压延、成型等。
1. 注塑：注塑是将熔融状态的聚合物注入到模具中，通过压力使其填充模腔并冷却固化。
注塑广泛应用于塑料制品的生产，如塑料盒、塑料椅等。
2. 挤出：挤出是将熔融的聚合物通过挤压机挤出成连续的均匀断面形状，然后通过冷却固化。
挤出常用于生产塑料管材、薄膜等。
3. 吹塑：吹塑是将熔融的聚合物注入到模具中，在模具内吹气使其膨胀成空心形状，并冷却固化。
吹塑常用于生产塑料瓶、塑料容器等。
4. 压延：压延是将熔融的聚合物放置在两个辊子之间，通过压力使其变薄并冷却固化。
压延广泛应用于塑料薄膜的制备。
5. 成型：成型是将熔融的聚合物材料倒入开放式模具中，通过压力或其他手段使其形成所需的形状，并冷却固化。
挤出成型和注塑成型的区别和联系
挤出成型和注塑成型的区别和联系在塑料加工领域，挤出成型和注塑成型是两种常见的塑料成型工艺。
它们各有特点，适用于不同类型的塑料制品生产。
本文将对挤出成型和注塑成型进行比较，分析它们的区别和联系。
挤出成型挤出成型是一种利用挤出设备将加热熔融塑料料料挤压通过模具成型的工艺。
挤出成型适用于生产空心截面的塑料制品，如塑料管材、板材、型材等。
在挤出成型过程中，塑料粒料在高温下先加热熔融，然后通过螺杆挤出机器被挤压出来，通过模具冷却后成型。
挤出成型的优点在于生产效率高、成本低、可以连续生产大量制品。
同时，挤出成型还可以生产复杂的截面结构，适用范围广泛。
注塑成型注塑成型是一种利用注塑机将高温熔融的塑料料料注入模具中成型的工艺。
注塑成型适用于生产封闭结构的塑料制品，如塑料零件、壳体等。
在注塑成型过程中，塑料粒料经加热熔融后通过射出系统注入模具，冷却后成型。
注塑成型的优点在于制品尺寸精度高、表面光洁、生产周期短、适用于小批量生产。
注塑成型还可以生产复杂的结构，精度要求高的塑料制品。
挤出成型和注塑成型的区别1.成型工艺不同：挤出成型是通过挤出加热熔融的塑料料料挤压模具形成制品，而注塑成型是通过注射加热熔融的塑料料料注入模具形成制品。
2.适用范围不同：挤出成型适用于生产空心截面的塑料制品，注塑成型适用于生产封闭结构的塑料制品。
3.生产效率不同：挤出成型适用于大批量连续生产，生产效率高；注塑成型适用于小批量生产，制品尺寸和精度要求高。
4.产品特点不同：挤出成型制品常为长条状或截面类，注塑成型制品常为封闭塑件或精密器件。
挤出成型和注塑成型的联系尽管挤出成型和注塑成型有着明显的区别，但它们也有一些联系点：1.塑料材料相同：挤出成型和注塑成型都是利用熔融后的塑料原料进行成型，所使用的塑料材料可能是相同的。
2.后处理工艺相似：挤出成型和注塑成型在成型后都需要进行一定的后处理工艺，如切割、去毛刺、打磨等，以满足制品的质量要求。
3.在某些制品上可互相替代：在一些特定情况下，挤出成型和注塑成型也可以相互替代，根据制品的形状、尺寸和数量来选择合适的生产工艺。
增材制造技术实训 PPT课件项目4 熔融挤压成形技术(FDM)
▪ (2) ABS-M30™树脂 ABS-M30™塑料配方是FDM工艺中常用的塑料配方，专用于Fortus™系列的3D打印机。此 材料配方也称为ABS plus™，适用于Dimension®系列3D打印机。用ABS-M30比ABSplus生产的零件强度更高、 更坚韧。
▪ (3) ABS-ESD7 这款材料可防止静电积聚，因此适合于静电荷可能损坏产品、损害性能或导致爆炸的应用。如 电子元件的托架和收纳器、电子装配元件的固定装置、生产线和输送机零件、电子产品外壳、电子包装材料等。 ABS-ESD7还可消除颗粒（如灰尘或粉末）的吸引和积聚；也可避免吸附雾化液体，因此有助于制作药物吸入器 ，确保患者输送完整的药物剂量。且其所有机械性能均在ABS-M30额定值的5%以内。
z 4.2 材料简介
▪ (6) ASA(通用热塑性塑料) 与ABS相比，ASA具有更佳的机械性能，并且有着一个重 要区别：UV稳定性。ASA可构建抗紫外线的零件，不会因为长期暴露于阳光而降解。 ASA易用且可靠，是用于汽车零件、运动用品、户外功能性原型制作以及面向户外基础 设施和商业用途（如电气外壳）的最终使用零件的理想选择。ASA具有优异的机械性能 和美观度，非常适合通用原型制作。
快速成型实验-指导书
快速成型实验指导书1、实验目的1）掌握快速成形的基本理论；2）了解快速成形工艺方法种类及特点；3）掌握快速成形设备操作方法。
2、快速成型技术的原理及应用快速成型属于离散／堆积成型。
它从成型原理上提出一个全新的思维模式三维模型，即将计算机上制作的零件三维模型，进行网格化处理并存储，对其进行分层处理，得到各层截面的二维轮廓信息，按照这些轮廓信息自动生成加工路径，由成型头在控制系统的控制下，选择性地固化或切割一层层的成型材料，形成各个截面轮廓薄片，并逐步顺序叠加成三维坯件，然后进行坯件的后处理，形成零件。
目前RP技术的发展水平而言，在国内主要是应用于新产品（包括产品的更新换代）开发的设计验证和模拟样品的试制上，即完成从产品的概念设计（或改型设计）--造型设计--结构设计--基本功能评估--模拟样件试制这段开发过程。
对某些以塑料结构为主的产品还可以进行小批量试制，或进行一些物理方面的功能测试、装配验证、实际外观效果审视，甚至将产品小批量组装先行投放市场，达到投石问路的目的。
快速成型的应用主要体现在以下几个方面：（1）新产品开发过程中的设计验证与功能验证。
RP技术可快速地将产品设计的CAD模型转换成物理实物模型，这样可以方便地验证设计人员的设计思想和产品结构的合理性、可装配性、美观性，发现设计中的问题可及时修改。
如果用传统方法，需要完成绘图、工艺设计、工装模具制造等多个环节，周期长、费用高。
如果不进行设计验证而直接投产，则一旦存在设计失误，将会造成极大的损失。
（2）可制造性、可装配性检验和供货询价、市场宣传，对有限空间的复杂系统，如汽车、卫星、导弹的可制造性和可装配性用RP方法进行检验和设计，将大大降低此类系统的设计制造难度。
对于难以确定的复杂零件，可以用RP，技术进行试生产以确定最佳的合理的工艺。
此外，RP原型还是产品从设计到商品化各个环节中进行交流的有效手段。
比如为客户提供产品样件，进行市场宣传等，快速成型技术已成为并行工程和敏捷制造的一种技术途径。
挤出成型法
挤出成型法在工业生产中，挤出成型法是一种常见的工艺方法，用于制造各种不同形状和尺寸的产品。
这种方法通过将材料塑料化然后挤压出来，使得材料能够在模具中形成所需的形状。
挤出成型法被广泛应用于塑料、橡胶、金属等材料的加工领域，为生产高质量、高效率的制品提供了重要支撑。
在挤出成型法中，首先需要将原材料经过一定的处理使之具有一定的粘性和流动性，以便在挤出机中顺利进行挤出操作。
然后，将处理后的材料加热至一定温度，使其变成熔融状态。
接着，将熔融的材料送入挤出机的进料口，经过螺杆的旋转和加压，在模具的压力下逐渐挤出形成所需的产品。
挤出成型法可以制作出具有不同截面形状的产品，如圆形、方形、槽形等，且生产效率高，成本相对较低。
这种制造方法的优点之一是生产过程相对简单，只需要一台挤出机和相应的模具即可完成，操作方便，生产效率高。
另外，挤出成型法所制造的产品表面光滑、尺寸精确，可靠性高，适用于大规模生产。
同时，挤出成型法还可以加工各种不同种类的材料，包括塑料、橡胶、金属等，具有较广泛的应用范围。
然而，挤出成型法也存在一些缺点。
例如，挤出过程中可能会产生内部应力，导致产品变形或者出现裂纹，需要通过合适的工艺控制来避免这种情况的发生。
另外，挤出成型法的模具制造成本较高，且生产周期较长，而且对于复杂形状的产品，模具设计和制造更加困难。
因此，在选择挤出成型法时需要充分考虑产品形状、材料特性以及生产要求，以便达到最佳的加工效果和经济效益。
总的来说，挤出成型法作为一种重要的加工工艺，在工业生产中发挥着重要作用。
通过挤出成型法，可以制造出各种不同形状和尺寸的产品，满足市场需求，提高生产效率，降低生产成本。
随着技术的不断发展和创新，挤出成型法在工业生产中的应用将会越来越广泛，为各类制造行业带来更多便利和效益。
1。
02熔融挤压快速成型中支撑工艺的研究
熔融挤压快速成型中支撑工艺的研究许开国1张锦光1胡业发1 2（武汉理工大学 1. 机电工程学院；2.湖北省数字制造重点实验室，武汉430070）摘要：针对单喷头的熔融挤压快速成型(FDM)制作成型件的特点，必须保证能很好的去除支撑才能得到制件的要求，对FDM中支撑工艺进行了研究。
支撑关系到零件的加工成败、加工时间和表面质量等，提出了支撑的一些生成原则和设置辅助支撑的作用。
根据挤出丝的截面形状，建立了支撑丝宽的数学模型，对生成支撑的重要工艺参数进行了分析，结果表明栅格宽度w较出料速度v对支撑间的间隙L0影响要大，但当层高h由0.2mm变为0.1mm时，栅格宽度对支撑间间隙的影响基本不变，而出料速度对支撑间间隙的影响成倍增长，并进行了实验验证。
关键词：熔融挤压快速成型、FDM、支撑工艺中图分类号：TH16Study of support technology of Fused Deposition ModelingXu kaiguo1, Zhang Jinguang1, Hu Yefa1 2(WUHAN university of technology 1. School of mechanical and electronic engineering;2. HUBEI digital manufacturing key laboratory, WUHAN 430070)Abstract: Aiming at the characteristic of processing part by means of Fused Deposition Modeling (FDM) with single nozzle, in order to get the part with high quality, it is quite necessary to remove support very well, so research of support technology of FDM was done. The support has the very influence on processing success-fail、process time and surface quality of the part, presented some principles of building support and the function of assistant support. According to shape of cross section of extrusive silk, mathematical model of support silk-width was established, and analyzed some important technology parameters of building supports, the results showed that grid width w has more influence on clearance between supports L0 than discharging velocity v, but when step height h=0.2mm becomes h=0.1mm, w’s influence to L0 stays unchanged basically, while v’s influence to L0 increases exponentially, and carried out experiments.Key words: Fused Deposition Modeling, FDM, support technology快速成型技术是直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成组技术总称，它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分[1]。
挤压机熔融泵作用
挤压机熔融泵作用
挤压机熔融泵是一种在塑料挤出生产线中常见的设备，它的主要作用是通过挤压和输送，将熔融的塑料物料从挤出机推送至模头或挤出口，从而实现塑料制品的成型。
以下是挤压机熔融泵的主要作用：
1.均匀输送塑料熔融物料：挤压机熔融泵通过机械挤压
的方式，将熔融的塑料物料均匀、稳定地输送到挤出机的模头
或挤出口。
这有助于确保塑料物料在挤出过程中的均匀性和稳
定性。
2.提高挤出机产能：熔融泵的使用可以提高挤出机的产
能。
通过精确控制熔融物料的输送速度，可以更有效地满足生
产线的需要，提高生产效率。
3.降低挤出机的功耗：熔融泵可以通过精准地控制流量，
减小挤出机的负载，从而降低挤出机的功耗。
这有助于提高设
备的能效和节约能源。
4.减小挤出机螺杆的工作压力：挤压机熔融泵的使用可
以减小挤出机螺杆的工作压力，降低对挤出机零部件的磨损，
延长设备的使用寿命。
5.改善挤出品质：通过精确地控制熔融泵的运行，可以
提高挤出品质，减少熔融物料的波动和不均匀性，使挤出的制
品更加稳定。
总体而言，挤压机熔融泵在塑料挤出生产中扮演着重要的角色，它通过精确的流量控制和均匀的输送，提高了生产效率、降低了能耗，并改善了挤出制品的品质。
亚克力挤出加工工艺
亚克力挤出加工工艺亚克力是一种常用的塑料材料，具有优良的透明性、耐候性和耐化学性能。
亚克力挤出加工工艺是将亚克力颗粒通过挤出机挤压成型的过程。
本文将从亚克力挤出加工的原理、设备、工艺参数以及应用领域等方面进行详细介绍。
一、亚克力挤出加工的原理亚克力挤出加工是利用挤出机将亚克力颗粒加热熔融后，通过挤压成型口挤出成型。
其原理是：将亚克力颗粒放入挤出机的料斗中，通过螺杆的旋转将颗粒推动到加热区域，同时加热区域的温度使亚克力颗粒熔化成为熔融状态。
然后，通过螺杆的旋转和背压，将熔融的亚克力材料挤出成型口，最后通过冷却和拉伸装置完成亚克力挤出成型。
二、亚克力挤出加工的设备亚克力挤出加工所需要的主要设备是挤出机。
挤出机由供料系统、螺杆和筒体、加热和冷却系统、模具和拉伸装置等组成。
供料系统用于将亚克力颗粒输送到挤出机的加热区域。
螺杆和筒体是亚克力熔融和挤出的关键部件，通过螺杆的旋转和背压来实现亚克力材料的挤出。
加热和冷却系统用于控制挤出机的温度，确保亚克力材料能够完全熔融和冷却。
模具是用于塑造亚克力挤出成型的形状和尺寸的部件。
拉伸装置用于拉伸和冷却亚克力挤出成型后的产品。
三、亚克力挤出加工的工艺参数亚克力挤出加工的工艺参数包括挤出温度、挤出速度、背压、冷却温度和拉伸速度等。
挤出温度是指加热区域的温度，通常控制在亚克力材料的熔点以上。
挤出速度是指螺杆的旋转速度，可以通过调节电机转速来控制。
背压是指在挤出过程中对螺杆施加的压力，可以通过调节背压阀来控制。
冷却温度是指冷却装置的温度，用于冷却亚克力挤出成型后的产品。
拉伸速度是指拉伸装置的速度，用于拉伸和冷却亚克力挤出成型后的产品。
四、亚克力挤出加工的应用领域亚克力挤出加工技术广泛应用于建筑、家居、广告、汽车、电子等领域。
在建筑领域，亚克力挤出成型的产品常用于制作窗户、门、天花板等装饰材料。
在家居领域，亚克力挤出成型的产品常用于制作家具、灯具等。
在广告领域，亚克力挤出成型的产品常用于制作广告牌、标识等。
挤塑作业指导书
挤塑作业指导书一、背景介绍挤塑是一种常见的塑料加工工艺，通过将塑料料粒加热熔融后，通过挤出机的挤压作用，将熔融的塑料挤出成型。
挤塑工艺广泛应用于塑料制品的生产，如管材、板材、异型材等。
本文将详细介绍挤塑作业的流程和操作要点，以及相关的安全注意事项。
二、挤塑作业流程1. 原料准备a. 按照生产计划，准备好所需的塑料料粒，并进行质量检查。
b. 将料粒放入料仓，并确保料仓密封良好，防止杂质进入。
2. 开机准备a. 检查挤出机的各项设备是否正常运行，如温度控制器、传动系统等。
b. 检查冷却系统的工作状态，确保冷却效果良好。
c. 检查模具的装配情况，确保模具无损坏。
3. 开始挤塑作业a. 打开挤出机的电源开关，并设置好挤出机的工作参数，如温度、压力等。
b. 将塑料料粒投入挤出机的料斗中，启动挤出机，使其开始工作。
c. 监控挤出机的工作情况，确保塑料料粒能够顺利熔融，并通过模具挤出成型。
4. 模具调整a. 根据产品要求，调整模具的开合度、挤压速度等参数，以获得理想的产品形态。
b. 定期检查模具的磨损情况，如有需要，及时更换模具，以确保产品质量。
5. 产品冷却a. 挤出的塑料制品通过冷却系统进行快速冷却，以固化塑料并保持其形状。
b. 监控冷却系统的工作情况，确保塑料制品能够充分冷却，以避免变形或者开裂等问题。
6. 产品切割a. 将冷却后的塑料制品进行切割，以获得所需的长度或者形状。
b. 使用切割机械进行切割时，要注意安全操作，避免发生意外事故。
7. 产品质量检验a. 对挤塑成型的产品进行质量检验，包括尺寸、外观、物理性能等方面。
b. 如发现产品存在质量问题，及时调整挤塑工艺参数，以提高产品质量。
三、安全注意事项1. 操作人员应穿戴好防护装备，如安全帽、防护眼镜、耳塞等，以避免意外伤害。
2. 挤出机的电源应接地可靠，以确保操作人员的人身安全。
3. 在操作过程中，严禁将手或者其他物体伸入挤出机内部，以免发生夹伤事故。
塑料的加工工艺及应用
塑料的加工工艺及应用塑料是一种由合成材料制成的可塑性材料，其加工工艺和应用非常广泛。
塑料制品被广泛应用于日常生活和各个工业领域，如包装、建筑、汽车、电子、医疗和农业等。
以下是对塑料加工工艺和应用的详细论述。
塑料加工工艺包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型、挤压成型、热塑造型、压缩成型和层压成型等。
以下将对其中几种常见的加工工艺进行详细介绍。
注塑成型是将加热熔融的塑料通过高压射出到模具腔中，使其冷却固化成型的工艺。
这种加工工艺广泛应用于制造各种塑料制品，如塑料容器、餐具、玩具等。
注塑成型的优点是生产效率高，耗能低，并且可以制造出复杂的形状和精确尺寸的产品。
挤出成型是将加热熔融的塑料通过挤出机挤出，通过模具冷却后形成所需的截面形状。
这种加工工艺广泛用于制造塑料管道、板材、薄膜和线材等。
挤出成型的优点是生产效率高，适用于大批量生产，并且可以制造出长而连续的产品。
吹塑成型是将热塑性塑料通过吹塑机在模具内吹气，使其扩展和固化成型的工艺。
这种加工工艺广泛应用于制造塑料瓶、塑料容器和塑料薄膜等。
吹塑成型的优点是生产效率高，制造出的产品具有轻便、耐用和透明等特点。
挤压成型是将加热熔融的塑料放置在模具之间，通过压力将其压制成型的工艺。
这种加工工艺广泛应用于制造塑料板材、门窗框和管道等。
挤压成型的优点是生产效率高，适用于大尺寸和大厚度的产品，并且可以制造出复杂的形状。
热塑造型是将纤维增强或填充剂添加到热塑性塑料中，然后通过加热和压制使其成型的工艺。
这种加工工艺广泛用于制造塑木复合材料、玩具和家具等。
热塑造型的优点是制造出的产品具有良好的强度和刚度，并且可以实现材料的再利用。
压缩成型是将加热熔融的塑料放置在模具之间，然后通过压力将其压制成型的工艺。
这种加工工艺广泛应用于制造压力容器、电器外壳和塑料制品等。
压缩成型的优点是制造出的产品具有较高的密度和强度，并且可以生产出大尺寸和复杂结构的产品。
层压成型是将加热熔融的塑料和其他材料层叠在一起，通过压力和温度使其粘结成型的工艺。
熔融挤压沉积快速成型工艺与设备
FDM可能出现的表面缺陷
3. 喷头起/停误差造成的缺陷 由于切片后的轮廓每一层都有许多封闭的边界，每一个封 闭的几何边界都存在起 /停点，喷头的移动速度和丝材的进给 速率必须在喷头的起停点协调一致，否则就会造成材料的过剩 和不足。 正确的作法是：在喷头还未到达终点时，丝材进给运动就 停止，在余压的作用下，喷头仍在喷料，直至喷头到达终点。 螺旋挤压喷头，可通过反向旋转控制送料。
FDM可能出现的表面缺陷
4. 撤除支撑时造成的缺陷 主要指在去除易剥离性支撑（ BASS ）时，会在制件表 面留下一些毛刺和小凹坑。 5. 丝材截面配置（层叠加）形式引起的空洞缺陷 堆积出的三维模型的内部结构特性主要取决于快速制件 空隙区域或丝料黏结的横截面环形区域的密度。 对这两者影响最大的因素有：丝料挤出温度 Te 、环境 温度 Tc 、丝料与丝料间的空隙、丝料的流速和截面配置方 式。 前四个因素在成形过程中一般是不变的，改变的只有截 面配置方式。
FDM快速成形技术的支撑
设计支撑的原因：FDM成形中，每一个层片都是在上一层 上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。随 着高度的增加，层片轮廓的面积和形状都会发生变化，当 形状发生较大的变化时，上层轮廓就不能给当前层提供充 分的定位和支撑作用，这就需要设计一些辅助结构－“支 撑”，以保证成形过程的顺利实现。 根据 STL 文件判断成形过程所需要的支撑，由计算机设计 出支撑结构，然后对 STL 格式文件分层切片，最后根据每 一层的填充路径，将信息输给成形系统完成模型的成形。
FDM缺陷解决方法
3. 路径长度的影响 当沿着很长的路径沉积材料时，在沉积下一道材料时，先 沉积的材料温度下降的很大，因此，相邻路径制件会黏结不 牢。 解决方法：选择合适的路径，如选择短边平行路径。 4. 不一致的丝径 材料在供给的过程中直径不是完全不变的，当丝径有变化 时，就会造成沉积材料的过剩或者不足。 解决方法：控制成形室的温度、送丝速度，使其均匀一致。
熔融沉积快速成型FDM
仿真动画
精品
2.2工艺过程
• FDM快速成型的过程包 括:设计三维CAD模型、 CAD模型的近似处理、 对STL文件进行分层处 理、造型、后处理。如 图所示。
快速成型的过程
精品
1 设计CAD三维模型 设计人员根据产品的要求，利用计算机辅助设计软件设计出三维 CAD模型。常用的设计软件有:Pro/Engineering，Solidworks， MDT，AutoCAD，UG等。 2 三维模型的近似处理 用一系列相连的小三角平面来逼近曲面，得到STL格式的三维近似 模型文件。许多常用的CAD设计软件都具有这项功能。 3 STL文件的分层处理 由于快速成型是将模型按照一层层截面加工，累加而成的。所以 必须将STL格式的三维CAD模型转化为快速成型制造系统可接受 的层片模型。片层的厚度范围通常在0.025~0.762之间。
精品
气压式熔融沉积快速成形系统的工作原理
精品
被加热到一定温度的低黏性材料（该材 料可由不同相组成，如粉末-粘结剂的混 合物），通过空气压缩机提供的压力由 喷头挤出，涂覆在工作平台或前一沉积 层之上。喷头按当前层面几何形状进行 扫描堆积，实现逐层凝固。工作台由计 算机系统控制X,Y,Z三维运动，可逐层制 造三维实体和直接制造空间曲面。
精品
FDM技术提供两种类型的支撑： 1. WaterWorks(水溶性支撑): 可以分解于碱性 水溶剂的可溶解性支撑结构。 2.Break Away Support Structure (BASS) (易剥离性支撑): 水溶性支撑的前身，由手工将 支撑从工件表面剥离以移除。
水溶性支撑因为可以不用考虑机械式的移除， 所以可以接近于细小的特征，因而用的更广泛。
加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件 的截面轮廓信息，作X-Y平面运动和高度Z方向 的运动。
熔融挤压成型MEM
• MEM工艺可以实现模型的活劢。图中铲土机的轮 子和铲子都是可以自由活劢的。
玩具铲土车
• MEM工艺可以制作表面效果良好的作品。如图四 个玩偶的各个曲面均呈现良好的、光滑的效果， 玩偶的每一弧度均可以精细的表现出杢。
• MEM工艺可以实现薄壁件的制作。图中帆船的旗 杆尖端和帆的厚度仅为1mm，这种细薄部分制作 的可行性使得MEM工艺可以在各种物件的设计中 得到很好的实现，可以将新的概念、设想很快地 得到模型，缩短设计的时间。
典型工艺运行成本的比较
•
快速成形设备运行的费用主要有激光器每小时损耗、材料每小时用量、耗电量 费用、设备折旧费、房租、水电、人员工资这几部分组成。而耗电量为每小时1.6元， 在此我们忽略丌计，设备折旧费、房租、水电、人员工资均由各单位自己制定，因此 我们只比较材料每小时费用和激光器每小时损耗折损费用即可反映各种典型工艺运行 的成本优劣势。按照每小时计算费用比较，请见下图。
80 70 60 50 40 30
50 18 6 15 4
熔融挤压 粉末烧结
22 22
材料每 小时费 用
20 10
40
15
0 光固化(固)
激光器 每小时 损耗折
一些典型MEM工艺制作的物品
• MEM工艺可以一次成形复杂的曲面制作。图中机器人的两个曲面可 以完全的吻合，通过MEM工艺就可以实现。在产品设计时，通过将 三维图形快速地制作出模型，能够更直观地体现实物的特点，及早发 现产品在设计过程中存在的问题。 可对话机器人
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熔融挤压快速成形工艺的发展趋势
• 由于熔融挤压快速成形工艺具有的显著优点 ，该工艺发展极为迅速。MEN设备未杢将向桌面 化发展，在金属零件直接快速制造中也会得到越 杢越多的应用，另外，快速制造技术不传统工业 、快速制造不微纳制造、快速制造不生物医学制 造领域的结合应用将更加的普及和深入。
热熔解挤压成型技术
热熔解挤压成型技术1. 引言热熔解挤压成型技术是一种常用的塑料加工方法，通过将塑料材料加热至熔化状态，然后通过挤压机将熔融塑料挤出模具形成所需的产品。
这种技术在各个领域都有广泛的应用，包括汽车制造、电子设备、建筑材料等。
本文将详细介绍热熔解挤压成型技术的原理、工艺流程、优缺点以及应用领域。
2. 原理热熔解挤压成型技术基于塑料材料的物理特性，利用高温将固态塑料转变为熔融状态，然后通过挤出机将熔融塑料挤入模具中形成所需的产品。
其主要原理包括：•加热：将固态塑料加热至其玻璃化转变温度以上，使其变为可流动的熔融态。
•挤出：通过挤出机将熔融塑料从均质化加料器中送入螺杆，并通过螺杆的旋转和螺杆筒的加热使塑料熔融并形成一定的压力。
•模具成型：熔融塑料在挤出机的作用下被挤压入模具中，通过模具的形状和冷却方式使塑料快速冷却固化，并形成所需的产品。
3. 工艺流程热熔解挤压成型技术的工艺流程主要包括以下几个步骤：1.原料准备：选择合适的塑料材料，并将其切割成适当大小的颗粒。
2.加料与预加热：将原料颗粒放入均质化加料器中，通过加热将其预热至一定温度，使其变软并易于挤出。
3.挤出：将预加热好的原料颗粒送入挤出机中，通过螺杆的旋转和筒体的加热使其熔化，并形成一定压力。
4.模具成型：将熔融塑料从挤出机中挤出并注入模具中，通过模具的形状和冷却方式使塑料快速冷却固化，并形成所需的产品。
5.切割与后处理：将成型好的产品切割成适当大小，并进行后处理，如去除毛刺、修整边缘等。
4. 优缺点热熔解挤压成型技术具有以下优点：•生产效率高：挤出机可连续生产，速度快，适用于大批量生产。
•成型精度高：模具形状可精确控制，能够制造出复杂形状的产品。
•材料利用率高：由于是通过加热塑料颗粒进行挤压成型，材料利用率相对较高。
然而，该技术也存在一些缺点：•设备投资大：挤出机设备价格较高，对于中小企业来说投资较大。
•能耗较高：由于需要加热塑料颗粒至熔融状态，能耗相对较高。
熔融沉积快速成型工艺技术
模具工程技术研究中心 METRC
ξ2 快速成型制造工艺
模具工程技术研究中心 METRC
二、熔融沉积工艺的特点
优点
系统构造原理和操作简单，维护成本低，系统运行安全。 可以使用无毒的原材料，设备系统可在办公环境中安装使用。 用蜡成形的零件原型，可以直接用于失蜡铸造。 可以成型任意复杂程度的零件，常用于成型具有很复杂的内腔、孔等零件。 原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形小。 原材料利用率高，且材料寿命长。 支撑去除简单，无需化学清洗，分离容易。
AJS系统主要由控制、加热与冷却、挤压、喷头机构、可升降工作台及 支架机构6部分组成。其中控制用计算机配置有CAD模型切片软件和加支撑软 件，对三维模型进行切片和诊断，并在零件的高度方向，模拟显示出每隔一 定时间的一系列横截面的轮廓，加支撑软件对零件进行自动加支撑处理。数 据处理完毕后，混合均匀的材料按一定比例人工送入加热室。加热室由电阻 丝加热，经热电阻测温并由温度控制器使其温度恒定，使材料处于良好的熔 融挤压状态，后经压力传感器测压后进行挤压，制造原型零件。控制系统能 使整个AJS系统实现自动控制，其中包括气路的通断、喷头的喷射速度以及 喷射量与原型零件整体制造速度的匹配等。
无污染
熔融沉积成形所用的材料为无毒、无味的热塑性材料，并且废弃的材料还可以回 收利用，因此材料对周围环境不会造成污染。
ξ2 快速成型制造工艺
模具工程技术研究中之处
① FDM工艺一般采用低熔点丝状材料，如蜡丝或ABS塑料丝，如果采用高熔点 的热塑性复合材料，或对于一些不易加工成丝材的材料，如EVA材料等，就会相 当困难。该系统无需再采用专门的挤压成丝设备来制造丝材，工作时只需将热塑 性材料直接倒入喷头的腔体内，依靠加热装置将其加热到熔融挤压状态，不但避 免了必须采用丝材材料这一限制，而且节省了一道工序，提高了生产效率。
塑料成型工艺第六章-挤出成型
适用的树脂材料： 绝大部分热塑性塑料及部分热固性塑料，如
PVC、PS、ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸 树脂、环氧树脂、酚醛树脂及密胺树脂等 应用：
塑料薄膜、网材、带包覆层的产品、截面一定、 长度连续的管材、板材、片材、棒材、打包带、 单丝和异型材等等，还可用于粉末造粒、染色、 树脂掺和等。
面灰暗无光泽等。
努力方向是尽可能减少或消除这种波动和温差。
产生这种波动和温差的原因：
如加热冷却系统不稳定，螺杆转数的变化等, 但 以螺杆设计的好坏影响最大。
普通三段螺杆存在的问题
1.熔融效率低 熔融段熔体与固体床共同存在于一个螺槽中，减
小了料筒壁与固体床的接触面积；固体床随着熔融 解体，部分碎片进入熔体中，很难从剪切获得热量， 这样，固体床不能彻底熔融；另外，已熔物料与料 筒壁接触，从料筒壁和熔膜处获取热量，温度继续 升高过热。 2.压力、温度和产量波动大
的物料量或塑件长度。它表示挤出能力的高低。 4.牵引速度
牵引速度与挤出速度相当，可略大于挤出速度。 牵引— 比— 牵引速度与挤出速度的比值，其值 等于或大于1。
§6.3 挤出管材成型工艺
一、挤出管材工艺控制要点
1.温度的控制
挤出成型温度是促使成型物料塑化和塑料熔体流动的 必要条件。对物料的塑化及制品的质量和产量有着十分 重要的影响。
分离型（屏障型）螺杆
原理：在螺杆熔融段再附加一条螺纹，将原来一 个螺纹所形成的螺槽分为两个，将已熔物料和未 熔物料尽早分离，促进未熔料尽快熔融。
销钉型螺杆 物料流经过销钉时，销钉将固体料或未彻底熔 融的料分成许多细小料流，这些料流在两排销钉 间较宽位置又汇合，经过多次汇合分离，物料塑 化质量得以提高。
料筒外部加热器提供的热量。
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FDM快速成型工艺简介
相关专题：工艺技术时间：2009-04-06 16:09 来源：中国塑料产业链网
由美国Stratasys公司推出的FDM设备是由Scott Crump于1988年最早开发出来快速成型技术。
材料包括聚酯、ABS、人造橡胶、熔模铸造用蜡和聚脂热塑性塑料等。
熔融沉积成型的工作原理是将热熔性材料（ABS、蜡）通过加热器熔化，材料先抽成丝状，通过送丝机构送进热熔喷头，在喷头内被加热融化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将半流动状态的材料按CAD分层数据控制的路径挤出并沉积在指定的位置凝固成形，并与周围的材料粘结，层层堆积成型。
熔融挤压成形工艺比较适合于家用电器、办公用品以及模具行业新产品开发，以及用于假肢、医学、医疗、大地测量、考古等基于数字成像技术的三维实体模型制造。
该技术无需激光系统，因而价格低廉，运行费用很低且可靠性高。
目前在汽车、家电、电动工具、医疗、机械加工、精密铸造、航天航空、工艺品制作以及儿童玩具等行业，已经在以下几个方面起到重要作用：
1) 产品样本、设计评审、性能测试及装配实验。
用户根据快速制造的成型对设计方案进行评审，进行模拟性能测试和模拟装配试验，然后评估生产的可能性，最后将改进信息提供给设计人员，以便以后的修改和优化。
2) 将FDM技术和传统的模具制造技术结合在一起，快速模具制造技术可以缩短模具的开发周期，提高生产效率。
3) 在生物医学领域，根据扫描得到的人体分层截面数据，制造出人体局部组织或器官的模型，可以用于临床医学辅助诊断复杂手术方案的确定，即制造解剖学体外模型（体外模型）；也可以制造组织工程细胞载体支架结构（人体器官），即作为生物制造工程中的一项关键技术。
4) 在微型机械方面，采用某些工艺加工方法，如光固化法方法，快速成型制造技术可以用于微型机械的制造和装配。
5) 在其他领域，如快速成型技术还可以用于复制文物，制作工艺品的设计原型，展览模型等。
FDM成型特点：
1)标准的工程热塑性塑料。
如ABS可以用来生成带有结构功能的模型。
2)可以使用两种材料，可选栅格结构充当填空。
3)加热后的热塑性塑料细丝像挤牙膏一样从喷嘴中挤出。
4)热塑性塑料到达较低温度的工作环境平面后迅速冷却固化。
5)近年来发展迅速，广受用户青睐。
FDM的优、缺点及应用范围：
优点：
1、制造系统可用于办公环境，没有毒气或化学物质的危险。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、可快速构建瓶状或中空零件。
4、原材料以卷轴丝的形式提供，易于搬运和快速更换。
5、原材料费用低，一般零件均低于20美元。
6、可选用多种材料，如可染色的ABS和医用ABS、PC、PPSF等。
缺点：
1、精度相对国外SLA工艺较低，最高精度0.127mm。
2、速度较慢。
适用范围：这种工艺方法适合于产品设计的概念建模以及产品的功能测试。
由于甲基丙烯酸ABS（MOBS）材料具有很好的化学稳定性，可采用伽玛射线消毒，特别适用于医用。
但成形精度相对较低，不适合于制作结构过分复杂的零件。
在产品设计评估与校审方面
FDM技术可以将CAD的设计构想快速、精确、而又经济地生成可触摸的物理实体，比将三维的几何造型展示于二维的屏幕或图纸上具有更高的直观性和启示性。
设计人员可以更快，更易地发现设计中的错误。
更重要的是，对成品而言，设计人员可及时体验其新设计产品的使用舒适性和美学品质。
FDM生成的模型也是设计部门与非技术部门交流的更好中介物。
适用于三维打印
1) 不使用激光，维护简单，成本低：价格是成型工艺是否适于三维打印的一个重要因素。
多用于概念设计的三维打印机对原型精度和物理化学特性要求不高，便宜的价格是其能否推广开来的决定性因素。
2) 塑材丝材清洁，更换容易：与其他使用粉末和液态材料的工艺相比，丝材更加清洁，易于更换、保存，不会在设备中或附近形成粉末或液态污染。
3) 后处理简单：仅需要几分钟到一刻钟的时间，剥离支撑后原型即可使用。
而现在应用较多的SL、SLS、3DP等工艺均存在清理残余液体和粉末的步骤，并且需要进行后固化处理，需要额外的辅助设备。
这些额外的后处理工序一是容易造成粉末或液体污染，二是增加了几个小时的时间，不能在成型完成后立刻使用。
4) 成型速度快：一般来讲，FDM工艺相对于SL、SLS、3DP工艺来说速度是慢的，但，针对三维打印应用，其也有一定的优势。
首先，SL、SLS、3DP都有层间过程（铺粉/液，挂平），因而它们一次成型多个原型是速度很快，例如：3DP可以做到一小时成型25mm左
右高度的成型。
三维打印机成型空间小，一次多成型1至2个原型，相对来讲，他们的速度优点就不堪明显了。
其次，三维打印机对原型强度要求不高。
所以FDM工艺可以通过减小原型密实程度的方法提高成型速度。
通过我们的实验，具有某些结构特点的模型，最高成型速度已经达到60立方厘米/小时，通过软件优化及技术进步，我们预计可以达到2000立方厘米/小时的高度。
快速塑料零件制造
材料性能一直是FDM工艺的主要优点，其ABS原型强度可以达到注塑零件的三分之一。
今年来又发展出PC，PC/ABS，PPSF等材料，强度已经接近或超过普通注塑零件，可在某些特定场合（试用，维修，暂时替换等）下直接使用。
虽然直接金属零件成型（近年来许多研究机构和公司都在进行这方面的研究，是当今快速原型领域的一个研究热点）的材料性能更好，但在塑料零件领域，FDM工艺是一种非常适宜的快速制造方式。
随着材料性能和工艺水平的进一步提高，我们相信，会有更多的FDM原型在各种场合直接使用。
熔融挤出成型(FDM)--高性能的快速成型工艺
1) 熔融挤出成型(FDM)工艺的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、PC、尼龙等，以丝状供料。
材料在喷头内被加热熔化。
喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。
每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。
随着高度的增加，层片轮廓的面积和形状都会发生变化，当形状发生较大的变化时，上层轮廓就不能给当前层提供充分的定位和支撑作用，这就需要设计一些辅助结构－“支撑”，对后续层提供定位和支撑，以保证成形过程的顺利实现。
2) 这种工艺不用激光，使用、维护简单，成本较低。
用蜡成形的零件原型，可以直接用于失蜡铸造。
用ABS制造的原型因具有较高强度而在产品设计、测试与评估等方面得到广泛应用。
近年来又开发出PC，PC/ABS，PPSF等更高强度的成形材料，使得该工艺有可能直接制造功能性零件。
由于这种工艺具有一些显著优点，该工艺发展极为迅速，目前FDM 系统在全球已安装快速成形系统中的份额大约为30％。