3.4　成形材料與支撐材料

熔融沉積式快速成形制造技術(shù)的關(guān)鍵在于熱融噴頭，合適的噴頭溫度能使材料擠出時(shí)既保持一定的形狀又具有良好的黏結(jié)性能，但熔融沉積快速成形制造技術(shù)的關(guān)鍵也不是僅僅只有這一個(gè)，成形材料的相關(guān)特性（如材料的黏度、熔融溫度、黏結(jié)性以及收縮率等）也會(huì)大大影響整個(gè)制造過程。一般來說，熔融沉積工藝使用的材料分別為成形材料和支撐材料。

3.4.1　熔融沉積快速成形對成形材料的要求

FDM工藝對成形材料的要求是熔融溫度低、黏度低、黏結(jié)性好、收縮率小。

①材料的黏度要低　低黏度的材料流動(dòng)性好，阻力小，有利于材料的擠出。若材料的黏度過高，流動(dòng)性差，將增大送絲壓力并使噴頭的啟停響應(yīng)時(shí)間延長，影響成形精度。

②材料熔融溫度要低　低熔融溫度的材料可使材料在較低溫度下擠出，減少材料在擠出前后的溫差和熱應(yīng)力，從而提高原型的精度，延長噴頭和整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的使用壽命。

③材料的黏結(jié)性要好　黏結(jié)性的好壞將直接決定層與層之間黏結(jié)的強(qiáng)度大小，進(jìn)而影響零件成形以后的強(qiáng)度。若黏結(jié)性過低，在成形過程中很容易造成層與層之間的開裂。

④材料的收縮率要小　在擠出材料時(shí)，噴頭需要對材料施加一定的壓力。若材料收縮率對壓力較敏感，會(huì)造成噴頭擠出的材料絲直徑與噴嘴的直徑相差太大，影響材料的成形精度，導(dǎo)致零件翹曲、開裂。

3.4.2　熔融沉積快速成形對支撐材料的要求

FDM工藝對支撐材料的要求是能夠承受一定的高溫、與成形材料不浸潤、具有水溶性或者酸溶性，具有較低的熔融溫度，流動(dòng)性要特別好。

①能承受一定的高溫　支撐材料與成形材料需要在支撐面上接觸，故支撐材料需要在成形材料的高溫下不產(chǎn)生分解與熔化。

②與成形材料不浸潤　加工完畢后支撐材料必須去除，故支撐材料與成形材料的親和性不應(yīng)太好。

③具有水溶性或者酸溶性　為了更快地對復(fù)雜的內(nèi)腔、孔等原型進(jìn)行后處理，就需要支撐材料能在某種液體里溶解。

④具有較低的熔融溫度：較低的熔融溫度可使材料能在較低的溫度下擠出，延長噴頭的使用壽命。

⑤流動(dòng)性要好　支撐材料不需要過高的成形精度。為了提高機(jī)器的掃描速度，就需要支撐材料具有很好的流動(dòng)性。

FDM工藝成形材料的基本信息及特性指標(biāo)分別如表3-1和表3-2所示。