FDM成型原理
FDM（Fused Deposition Modeling，熔融沉积成型）是一种材料挤出增材制造工艺。热塑性材料丝材被送入加热喷嘴，熔融后沿指定路径沉积在成型平台上。材料冷却并固化形成一层，平台或喷头移动后继续构建下一层。对于悬垂、内腔和复杂结构，可同时打印支撑材料，打印完成后剥离或在水基溶液中溶解。
1. 模型与切片
导入 CAD，设置方向、层厚、填充、轮廓和支撑。
2. 材料加热与挤出
模型材料和支撑材料分别进入加热喷头并熔融。
3. 逐层沉积
喷头沿路径沉积材料，受控成型环境帮助层间结合并减少翘曲。
4. 冷却与固化
每层材料冷却形成稳定结构，持续堆叠至零件完成。
5. 去支撑与后处理
剥离或溶解支撑，并根据用途进行打磨、钻孔、嵌件、密封或涂装。
功能与优势
为易用、可靠的碳纤维应用而设计
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真实工程热塑性塑料：零件材料与注塑级工程塑料属于同类热塑性体系，更适合功能验证和制造使用。
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广泛的材料性能窗口：从 PLA、ABS、ASA、TPU 到 Nylon-CF、ULTEM、Antero 和 ESD 材料，可覆盖柔性、刚性、耐热、阻燃、低析气和静电耗散。
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可溶性支撑与复杂几何：支撑可在水基溶液中去除，适合内腔、深槽、管路和复杂悬垂。
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大型零件与工装能力：F770、F900 等平台支持大型原型、夹具、模具和复合材料工装。
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生产现场可用性：耐用材料、稳定设备和数字化工装适合装配、检测、搬运和机器人末端工具。
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按需与小批量制造：无需模具即可制造替换件、低批量零件和桥接生产件。
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可重复的数字工作流：GrabCAD Print、Accuracy Center、Fixturemate、OpenAM 等功能帮助企业管理从 CAD 到设备的流程。
典型应用
快速原型与功能验证
外壳、支架、卡扣、装配件和人机工程模型。
工装夹具与制造辅助
装配治具、检具、定位工具、CMM 夹具、钻孔导板和机器人 EOAT。
小批量终端零件与备件
设备附件、定制安装件、替换件、内饰件和过渡生产件。
复合材料工装
使用高温、低热膨胀和碳纤维材料制造铺层模具、固化工具和辅助工装。
航空航天与交通运输
使用满足特定 FST、低析气或耐化学要求的材料制造民用航空和轨道交通部件；认证按材料和工艺执行。
柔性机器人与管路
TPU 可制造可伸缩末端执行器、软管、风道、缓冲和柔性连接。
教育与科研
支持机械、材料、机器人、无人机、产品设计和工程课程。
从通用工程塑料到高性能聚合物和复合材料
PLA / ABS / ASA
概念模型、功能原型、夹具和耐候部件。
FDM TPU 92A
柔性软管、风道、缓冲件、可伸缩结构和机器人末端执行器。
ABS-CF10 / Nylon 12CF
高刚度、轻量化工装、夹具和功能零件。
PC / PC-ABS / Nylon
耐冲击、耐热和工程验证应用，具体设备兼容性不同。
ULTEM 9085 / 1010
高温、阻燃、FST 或高强性能应用；需在支持设备上使用。
Antero 800NA / 840CN03
PEKK 基高性能材料，覆盖低析气、耐化学和 ESD 需求。
ESD 材料
ABS-ESD7、PC-ESD 和 Antero 840CN03 等用于电子工装与静电敏感环境。
验证材料与开放材料
部分设备支持验证材料或 OpenAM 参数开发；性能和服务范围与标准材料不同。
软件与数字化工作流程
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GrabCAD Print
支持原生 CAD、模型排布、方向、材料、层厚、支撑和任务管理。
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GrabCAD Print Pro
提供 Fixturemate、Accuracy Center、钻孔导板、晶格、阵列和生产级功能；具体功能与设备兼容性需确认。
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Insight / Control Center
部分 Fortus 平台和既有用户仍使用 Insight 与 Control Center；新页面应按设备实际配置说明，不统一列为所有 FDM 标准软件。
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OpenAM
部分工业设备可开放工艺参数用于材料和应用开发；开放模式需建立独立验证与支持边界。
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后处理与数字工装
可结合可溶性支撑、嵌件、机加工、密封涂层和表面处理完成最终应用。
客户案例
柔性机器人应用：用3D打印实现更灵活的柔性末端执行器
针对需要弯曲、形变和柔性接触的机器人末端执行器，可采用 Stratasys FDM 技术与 TPU 92A 材料制造具有弹性和柔韧性的功能部件。
结合针对性的结构设计及密封处理，3D打印部件还可进一步用于真空相关功能验证，帮助工程团队快速迭代末端执行器设计，并提升复杂柔性结构的开发效率。
施耐德电气：按需制造装配工装，让生产线响应更快
施耐德电气利用 Stratasys F170 制造装配线所需的夹具、工具以及机器人夹爪等生产辅助部件。
通过在内部直接进行3D打印，工程团队能够根据生产需求快速设计、修改并制造工装，缩短传统外协加工所需的等待时间，同时降低低批量、定制化工装的制造成本，为生产线持续优化提供更加灵活的支持。
西门子交通：从生产工装到备件，3D打印支持轨道交通柔性制造
西门子交通将 Stratasys 工业级 FDM 技术应用于轨道交通领域的生产工装及备件制造。
借助 Fortus 系列平台及工程级材料，团队能够根据实际需求按需生产低批量、定制化零件，减少传统制造对模具、库存和供应周期的依赖，为车辆维护、生产支持以及备件供应提供更加敏捷的制造方式。
设计、质量与后处理建议
- 考虑层间方向性，关键载荷方向应结合打印方向和材料数据设计。
- 通过轮廓数、填充、层厚和方向平衡强度、重量、表面与打印时间。
- 复杂内腔需预留支撑溶解和清洗路径。
- 大尺寸零件需考虑热收缩、翘曲、拼接和后续机加工。
- 螺纹、轴承和高磨损位置可使用金属嵌件或后加工。
- TPU 与气密结构通常需要壁厚、路径和密封涂层验证。
- 最终生产件应建立材料批次、设备、参数、后处理和检验记录。
常见问题解答（FAQ）
FDM 与 FFF 是否相同？
基本成型原理相似。FDM 是 Stratasys 的注册术语，工业 FDM 通常包含受控环境、工程材料、支撑、软件和服务体系。
FDM 零件是否各向同性？
通常层内和层间性能不同，设计与打印方向会影响机械性能。
是否所有支撑都能溶解？
多数工程材料可使用可溶性支撑，但 PLA 等材料可能使用剥离式支撑，具体取决于设备与材料。
FDM 能否制造终端零件？
可以用于符合材料与质量要求的小批量、备件和生产件，但需按真实环境验证。
碳纤维材料是否等于连续纤维复合材料？
Stratasys 多数 FDM 碳纤维材料为短切纤维增强热塑性塑料，不应表述为连续纤维。
FDM 是否适合柔性零件？
支持 TPU 的设备可打印柔性结构，但柔软程度、尺寸和气密性需通过样件评估。
