隨著技術的不斷提升，3D列印逐漸向各大行業持續滲透，近期美國GE公司在巴黎航展上宣佈擬在今年運行3D列印的ATP飛機發動機；米其林展示了不用充氣且壽命更長的3D列印輪胎；我國住建部近期發文要求鼓勵應用3D列印建築技術，並且指出：與傳統建築行業相比，3D列印的建築不但建材品質可靠，還可節約建材30%~60%、縮短工期50%~70%……

3D列印促進了很多行業的創新與發展，同時也逐漸被更多個人用戶所關注與使用，今天以FDM技術跟大家主要探討一下FDM3D列印如何提高精度：

FDM成型原理：

我們先來瞭解一下FDM成型原理，FDM是“Fused Deposition Modeling”的簡寫形式，即為熔融沉積成型，這項3D列印技術由美國學者Scott Crump于1988年研製成功。FDM通俗來講就是利用高溫將材料融化成液態，通過打印頭擠出後固化，最後形成立體實物。

FDM機械系統主要包括噴頭、送絲機構、運動機構、加熱工作室、工作臺五個部分。熔融沉積工藝使用的材料分為兩部分：一類是成型材料，另一類是支撐材料。

哪些因素會影響FDM成型件的精度？

FDM工藝是一項涉及CAD/CAM、資料程式設計、材料編制、材料製備、工藝參數設置以及後期處理等環節的集成製造過程。每一個環節的差錯，都可能影響FDM成型件的精度。下面“弘瑞3D列印”講述幾大主要因素：

• 材料性能

FDM材料的性能將直接影響成型件的成型精度，材料在工藝過程中要經過固體→熔體→固體的兩次相變，在凝固過程中，由材料的收縮而產生的應力變形會影響成型件精度。因此，如要提升精度，應通過改進材料的配方等方法來減小材料的收縮率。

• 分層厚度

分層厚度是指在成型過程中每層切片截面的厚度。由於每層有一定的厚度，會在成型後的實體表面產生臺階現象，直接影響成型件的尺寸誤差與表面粗糙程度。通常情況下，分層厚度越大，模型表面產生的臺階高度也就越大，表面品質也會越差，但加工效率則會提高。所以分層厚度的設置要根據自身需求而合理設定。此外，為了提高成型精度，加工完成後，會進行相應的打磨拋光等後期處理，提高成品效果。

• 噴頭溫度

噴頭溫度影響材料的絲材流量、擠出絲寬度、粘結性能及堆積性能等。溫度過低，絲材粘度就會加大，擠出絲速度變慢，會導致噴頭堵塞，同時絲束的層與層之間粘結強度也會降低，可能導致層與層之間的剝離；溫度過高，材料趨於液態，粘性係數變小，流動性變強，會導致擠出速度過快無法形成精度控制的絲束，在加工製作時可能會出現前一層的材料尚未冷卻，後一層就鋪覆在前一層的上面，使得前一層材料出現坍塌現象。因此，噴頭溫度的設定非常重要，要根據每種絲束的性質在一定的範圍內進行恰當的選擇，保證擠出的絲束成正常的熔融流動狀態。

• 填充速度與擠出速度

擠出速度是指噴頭內熔融狀態的絲束從噴嘴擠出時的速度。若擠出速度增大，擠出絲的截面寬度就會增大，當擠出速度達到一定數值，擠出的絲束粘附在噴嘴外圓錐面，形成“擠出脹大”現象，出現這種情況就不能進行正常加工。

填充速度應與擠出速度匹配，填充速度比擠出速度快，則材料填充不足，會出現斷絲現象，難以成型。相反，若填充速度比擠出速度慢，則熔絲會堆積在噴頭上，使成型面材料分佈不均，表面會有疙瘩，影響成型品質。因此，填充速度與擠出速度之間應進行合理匹配。

那麼如何提高FDM成型件的精度呢？

1. 通過軟體對STL檔進行修復，提高面片品質，減少CAD模型離散化過程中的精度損失。
2. 選擇合適的工藝參數，包括層厚、補償量、擠出速度、填充速度、開啟/關閉延時，噴頭溫度、成型室溫等。
3. 增加基底厚度，增大填充間隔，可以減小物件彎曲變形的程度。
4. 保持平臺的清潔，校準Z軸列印的初始高度。

在FDM工藝成型的過程中，影響精度的因素以及改善精度的方法除了“弘瑞3D列印”上面講述的這些，還會有很多種其他情況。應根據自身需求及實際情況，靈活處理。唯有秉承不斷鑽研、精益求精的態度，才能成就精緻的3D列印佳作。這也正是3D列印的樂趣所在。