淺談FDM打印大型模具結構設計方法

趙 龍，馬 睿，黃部東

（共享模具有限責任公司寧夏銀川 750021）

模具是現代工業生產中使用極其廣泛的工藝裝備，是衡量一個國家制造水平高低的重要標志[1]。隨著科技的進步，人們對模具提出了更高的要求，質量更好，結構更輕，綠色環保等要求使得模具在3D打印技術中找到了新的突破點——FDM.FDM簡稱熔融沉積技術，是一種層層堆積材料成型的3D打印技術，因其不需要昂貴的激光技術，成本低，被稱為最有前景的3D打印技術[2]。目前，FDM打印在模具行業已經形成產業化應用。在FDM工藝基礎上，模具的結構設計也隨著技術的發展產生了新的變革。高質量、高效率、低成本、綠色環保和可回收是新型模具結構設計的目標。

1 FDM基本工作原理

FDM即熔融沉積成型，通俗來講就是利用高溫將材料熔化成液態，通過打印頭擠出后固化，最后在立體空間排列成立體實物[3～4]。基本工作原理如圖1所示，把塑性材料加入一個有一定空間的型腔中，通過加熱裝置對型腔加熱，同時通過機械的旋轉或者擠壓形成熔融狀態的塑性材料，通過打印頭擠出，打印裝置按照程序實現X、Y方向的移動，完成模具的一層輪廓后提升一定的高度Z，再用同樣的方法打印第二層輪廓、第三層輪廓等，最后形成完整的零件。

圖1 FDM打印基本工作原理

2 FDM打印模具結構設計

FDM打印可以簡單的分為桌面機和工業機。桌面機一般都采用絲狀打印，擠出頭直徑在0.4 mm～0.7 mm左右，層厚在0.1 mm～0.4 mm之間，因此打印精度比較高，但是效率特別慢，最……