基于PDM的3D打印材料的分析与研究
基于 PDM 的3D 打印材料的分析与研究
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（b）-0001-02
“中国制造 2025”使3D 打印技术成为产业发展的前沿，极受大众欢迎和关注。3D 打印技术
最突出的优点是无需传统加工机床或加工模具，据 CAD 图形可直接制作形状非常复杂的工
件，通常只需切削法 30%～50%的工时和 20%～35%的成本，极大地缩短了产品的研制周期，
提高了生产率，并降低了生产成本，被誉为制造业的一场革命并获得了广泛应用。
但是，3D 打印技术至今未实现产业化，也没走进广大老百姓的日常生活，原因很简单，
首先是 3D 打印机本身的机器价格很高，其次是 3D 打印机打印所需的原材料的价格也很高，而
且，精密度越高、速度越快对材料的要求就越高。因此，3D 打印迟迟难以市场化。
1 基于 PDM 的桌面级 3D 打印技术
经过近 20 年的努力，实现 3D 打印技术工艺的关键设备已有 5种商品化的定型产品，分别
是SLA（光固化/立体光刻）、SLS（选择性激光烧结）、LOM（分层实体制造）、3DP（三维
印刷）和 PDM（熔融沉积成形）。
国内 3D 打印机在工艺上采用最多的是制造和材料成本最低的 FDM 熔融沉积成形技术，该
技术以一种丝材作为成形材料的快速成形工艺，丝材通过送丝机构送至喷头，在喷头内受热熔
融并挤出，喷头根据层片形状进行扫描填充，挤出的材料固化在底板或者上一层层片上，如此
反复直至所有层片加工完毕。
1991 年，Stratasys 成功研发出基于 FDM 技术的 3D 打印设备，该打印机体积小巧，结构紧
凑，安装简单，易于操作，便利可靠，可以放在办公桌面上打印立体实物，所以又称桌面打印
机。基于 FDM 的桌面级打印机分为开放式和密闭式两种。
2 打印材料
基于 PDM 的3D 打印技术工艺无需激光器，维护方便，特有空隙结构，节约材料与成形时
间，运行成本低，材料利用率高，无污染。目前基于 FDM 的桌面级 3D 打印机的耗材以塑料丝
材为主，熔点较低，韧性较高，如蜡、ABS、PC、尼龙、PC、PC/ABS、PPSF 等，在这些塑料
丝材中，以 ABS 丝材和 PLA 丝材最为常见。
ABS 是目前产量最大，应用最早的FDM 桌面打印机的塑料打印丝材。它是Acrylonitrile
Butadine Styrene（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）的缩写，具有优良的综合性能，冲击强度极
好，有优良的耐磨性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性、电气性能和染色性，易于成型加工
和机械加工，制品尺寸稳定，可进行表面印刷、涂层和镀层处理，广泛应用于机械、汽车、电
子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域。
PLA 是一种新型的生物降解材料。它是Poly Lactic Acid（生物降解塑料聚乳酸）的缩写，
以玉米为原料，通过生产最终转化为聚乳酸，属可再生资源。它具有最良好的抗拉强度及延展
度，也拥有良好的光泽性和透明度，相容性和可降解性也很好，适用于熔化挤出成型、射出成
型、吹膜成型、发泡成型及真空成型等各种普通加工方式生产，打印出来的模型硬度好，色彩
鲜艳，富有光泽。
这两种材料在打印时各有优缺点，主要表现在以下几个方面。
（1）温度。
ABS 丝材在打印温度、加热板温度、玻璃转化温度和耐热温度上都比 PLA 丝材高，其具
体数值见表 1。
标签： #3D打印
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基于PDM的3D打印材料的分析与研究 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（b）-0001-02 “中国制造2025”使3D打印技术成为产业发展的前沿，极受大众欢迎和关注。3D打印技术最突出的优点是无需传统加工机床或加工模具，据CAD图形可直接制作形状非常复杂的工件，通常只需切削法30%～50%的工时和20%～35%的成本，极大地缩短了产品的研制周期，提高了生产率，并降低了生产成本，被誉为制造业的一场革命并获得了广泛应用。 但是，3D打印技术至今未实现产业化，也没走进广大老百姓的日常生活，原因很简单，首先是3D打印机本身的机器价格很高，其次...
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作者：闻远设计
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