FDM 3D打印技术由美国3D打印学家Scott Crump于1988年首次研制成功,具有操作简便、可靠性高,且成本较低等优点,已被广泛地应用于许多领域。当前限制FDM 3D打印技术发展的因素较多,主要集中在有限的打印材料种类(热塑性塑料)。为了适应FDM 3D打印技术的快速发展,开发多种多样的高性能新型3D打印线材已成为当务之急。
FDM 3D打印的应用
FDM技术作为应用最为广泛的3D打印技术,由于其自身的许多优势,已在工业、食品加工、教育、生物医学等领域中得到了广泛地应用。- 工业:FDM 3D打印在汽车、航空航天、消费品等工业制造领域中有着广泛的应用。已有研究采用硬质ABS做为FDM 3D打印材料,制造出了低密度的组合仪表盘与轮毂,从而减轻车辆的整体质量;研究人员还采用FDM 3D打印技术制造了第一把“太空扳手”。
- 食品加工:第一款消费级的食品3D打印机由巴塞罗那NaturalMachines公司首次推出,与一般的FDM 3D打印机相似,使用能够加热融化、冷却凝固的巧克力、糖浆等食材进行加工,在没有使用复杂模具的条件下,就能够制出各种奇形怪状的食用产品,使得产品具有更加诱人的外观。
- 教育:FDM 3D打印应用于教育领域,将有助于提高学生的操作能力、创新能力以及学习积极性。Waran等采用3D打印技术制造出了协助教学和术前训练的头颅模型。许多美国学校已经推行了TI公司的“3D投影机领航项目”,这将进一步推动FMD3D打印技术在教学领域的发展,我国也有很多高校展开了对FDM3D打印技术的教育,这将有利于制造立体教具、激发学生进行创新设计、加强互动和协作学习。
- 生物医学:FDM 3D打印一个非常重要的应用领域是生物医学领域。最近,靳一帆等采用FDM 3D打印技术成型符合标准的聚乳酸医用模型;美国OPM公司以聚醚醚酮为原料,采用FDM 3D打印技术成功地制作出了能够替换病损骨组织的骨移植物。FDM 3D打印在医疗领域的应用有着重要的意义,但是由于FDM 3D打印原材料的限制,制约其进一步扩大在生物医学中的应用。因此,开发高性能新型的FDM 3D打印生物线材已成为当务之急。