3D 打印简介

什么是FDM 3D打印？

熔融沉积成型（FDM）是全球家庭中使用最广泛的3D打印形式。该过程涉及将熔融热塑性材料逐层挤出，每层在添加下一层之前冷却并固化。

FDM是一种增材制造方法，与CNC铣削等减材工艺相对。FDM不是从实心块上切削出零件，而只使用零件本身所需的材料，悬垂处除外会使用支撑结构。这些支撑在打印完成后被移除并丢弃。

FDM打印的独特性主要体现在三个关键方面：所用材料、将3D模型转换为G-code指令的切片软件，以及挤出系统。像电机和控制板等其他组件并非FDM专有，而是在许多数字制造方法中通用。

FDM打印的优点

FDM打印被认为是最实惠且最易获得的3D打印方法之一。与SLA或树脂打印等其他技术相比，机器和材料更具成本效益。尽管近年来树脂打印机价格有所下降，但它们通常提供更小的构建体积、消耗品更昂贵，并且总体上不如用户友好。

FDM可用的材料种类繁多。选项包括柔性线材、碳纤维混合材料、尼龙、聚碳酸酯、抗紫外线和耐候材料。许多高温材料也可获得，但通常需要封闭且主动加热的环境。市场上有数百种线材——每种都具有强度、柔韧性和耐热性等独特特性——只要打印机配备兼容的挤出机和热端，就几乎可以找到适用于任何应用的材料。

与基于树脂的打印工艺相比，FDM也更清洁、更易使用。它避免了处理有毒化学品，通常需要更少的后处理。这使得FDM对初学者更友好，更适合休闲或家庭使用。

理解FDM打印中的轴向运动

在FDM 3D打印中，轴的命名对于有几何或一般机械背景的人可能不太熟悉。X轴控制工具的左右移动，Y轴控制前后移动，Z轴控制垂直运动。尽管看起来可能违反直觉，但这种命名约定在3D打印社区中是标准的。

最常见的轴配置基于笛卡尔和CoreXY设计。笛卡尔打印机的每个轴通常由各自的步进电机独立控制。通常，构建平台在Y方向移动，而热端在X方向移动。整个工作台在Z方向移动。这类打印机常被称为“床式摆动”打印机。

“床式摆动”打印机的顶视图

一些机器，例如Ender 5系列，使用笛卡尔式电机运动但具有垂直移动的构建平台。为简便起见，这些通常被归类为“龙门式”打印机。一般来说，床在Z轴垂直移动的打印机被视为龙门式，而床在Y轴前后移动的被视为笛卡尔式，或俗称为“床式摆动”。

CoreXY机器的不同之处在于X和Y轴通过由两个步进电机驱动的皮带系统实现同步。这可实现更平滑的运动、减少Z方向摆动并提高稳定性——尤其在更高打印速度时。由于这些优点，CoreXY打印机越来越受欢迎，现在出现在如Bambu Lab X1和P1系列等机型中。

诸如A1和A1 Mini等打印机继续使用笛卡尔式配置，被称为“床式摆动”。

Delta打印机采用完全不同的原理，使用三个成三角排列的臂来定位喷头于打印床上方。虽然它们可提供高速打印和优异的打印质量，但需要更高的机架，且不如笛卡尔或CoreXY紧凑。由于空间和设置要求，这类机器的使用远不如其他类型普遍，但它们能够获得出色的打印结果。

挤出机类型：直驱与Bowden

FDM打印机使用两种挤出机类型之一：直驱或Bowden。直驱挤出机将线材直接从安装在打印头上的电机送入热端。相反，Bowden挤出机使用远程电机通过PTFE管将线材推送到热端。

Bowden系统减轻了打印头的重量，从而允许更快的移动。然而，它们在处理如TPU（柔性线材）等材料时可能存在困难，并且通常需要精确调整回抽设置以避免拉丝。直驱挤出机提供更好的精度、在柔性材料上的更容易使用以及总体上改进的挤出控制。

最近的行业进展，如振动补偿，已使直驱系统的重量劣势不那么明显。因此，越来越多的制造商开始提供带有直驱配置的实惠机型，而Bowden配置正变得不那么普遍。

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