FDM深度應用：最普及但又最實用的3D列印技術

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印象中FDM 3D列印技術精度低、表面質量差、列印速度還慢，似乎只能做一些類似玩具的小玩意兒，中看不中用。如此認為，就實在低估了其價值。

殊不知，價格最低、普及程度最高的FDM技術，上至航空航天，下至服裝、汽車、工業製造等高大上的行業，都有該技術的廣泛參與，而且在有些方面還完全替代了金屬。金屬列印又怎樣，該靠邊還是得靠邊。

FDM 3D印表機採用熔融擠壓原理，從底部一層一層通過擠出熱塑性塑料構建零件。先來看下基本過程，專業人員請自行忽略：

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絲材傳輸

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噴頭擠出支撐結構和實體部分

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實際列印狀況

其實FDM怎麼用，能用到什麼程度，需要靠印表機和材料的雙重保障，還要看想法。那麼FDM又是怎樣實現深度應用的呢？

1. FDM用於航空

上圖是西班牙航空公司Indaero為空客提供的定製部件，用於將滑動框固定到直升機機翼內部。該部件傳統上採用鋁合金製作，重量達12公斤，需兩名操作員將其固定並標記鑽孔；而Indaero藉助3D技術對其進行了重新設計，同時採用FDM印表機結合工程塑料製作，重量僅3公斤，不僅可以獨立站立而且完全符合機翼曲率，與此同時，新部件價格更加便宜。於此，誰說FDM只能打玩具，這不也上天了？！以上部件只是其一，能飛上天的可不只有它。

2. FDM用於汽車

自2014年以來，葡萄牙的大眾Autoeuropa工廠一直使用3D印表機生產用於流水線的模具組件。大眾汽車已經宣布，在2016年，該工廠使用FDM台式3D印表機每年可節省16萬美元--將傳統生產成本降低90％以上，工具開發時間縮短95％。

工廠內使用的普通FDM印表機

採用FDM印表機製作的輪胎保護夾具徹底實現了內部按需製造，並且成本降低到了23.4美元，完成時間也縮短到了10天左右，在此之前，它只能從外部供應商那裡獲得，總費用高達893美元，完成時間是56天。

2016年，該工廠3D列印了約1000個FDM零件用於汽車製造，2017年將節省20萬美元，幾台FDM的價格可遠沒有這麼多錢啊。

3. FDM用於其他工業生產

在航空工業中需要使用三坐標測量儀測量零件的精度，而三坐標測量儀需要藉助專門的夾具固定零件。過去這種定製的夾具需要外包採用鋼材製作，如今使用FDM印表機製作工程塑料級的低成本夾具，製作周期更短，成本更低，而且需要多少就列印多少，減輕庫存壓力。

FDM列印的定製三坐標夾具

日本理光集團也正採用集成的3D列印工具，提高運營收益，創造更具成本效益的生產線。其生產的零件數量龐大，需要花費大量的時間和精力為每一個零件找出正確的夾具和定位工具。隨著部件數量的增加，手動操作變得很冗長，操作人員在取出部件並將其放回原來的夾具之前，需要檢查每個部件的形狀、方向和角度。為了提高工作效率，理光重新設計了「煩人的」夾具和定位工具以配合其製造進度。

FDM列印的夾具輔助生產

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塑料定位工具替代金屬部件

採用FDM製作的定位工具不僅取代了金屬部件，還大大降低了成本，提高了工作效率。FDM幫助理光實現了零件定製和按需生產，有助於生產重組和現代化的突破。

以上實例足以說明FDM在工業生產中可以發揮巨大作用，但這是基於印表機具備優良的性能，材料也並非平常所見到的塑料。FDM可以生產出具有出色的耐熱性和耐化學性以及優異強度重量比的生產零件和功能性原型。但是在有些領域，比如服裝時尚，也不見得就需要那麼高端的設備和材料，詳見《FDM也可以列印時尚婚紗？》。其實，工藝是好工藝，設備也是好設備，就看怎麼玩。

如筆者在上期3D列印市場變化中所提到的，很多桌面機廠商正在向著專業領域邁進，相信不久的將來國內會有性能優異的FDM工業機面世，FDM的工業應用也遲早會被國內認識到，讓我們拭目以待。

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