FDM / FFF 熔融沉积详解
原理、参数、材料、优缺点与典型缺陷,最常见也最容易自己动手的工艺。
工作原理
把热塑性线材送入加热喷嘴,熔融后按切片路径挤出,材料在空气中冷却固化并与上一层熔接;一层完成后平台或喷头下降一个层高,如此逐层堆叠。
机器结构分笛卡尔式与 Delta / CoreXY 等,成型原理一致。层与层之间的结合靠热熔扩散,因此 Z 方向强度通常低于 XY 方向,这就是常说的各向异性。
关键参数
层高常见 0.1–0.3mm(喷嘴直径通常 0.4mm):层高越小表面越细腻、耗时越长;线宽、挤出倍率、喷嘴与热床温度、打印速度、冷却风量、填充率与壁数共同决定强度与外观。
首层尤其关键:喷头与平台间隙、热床温度、平台清洁度决定附着力,绝大多数失败都发生在这一层。
常用材料
PLA 类易打印、收缩小、适合展示件;ABS / ASA 韧性与耐温更好但易翘边、建议封闭腔体;PETG 兼顾韧性与耐化学;TPU 可做柔性件;尼龙、PC、PEEK 等工程材料强度更高,对设备温度与干燥要求也更严。
线材吸湿后打印会出现气泡、拉丝与脆性,开封后建议干燥保存。
优点与局限
优点:设备与材料成本低、材料选择多、可做较大尺寸、可填充与中空减重、失败后容易重打;适合原型验证、夹具、外壳与大件。
局限:表面有层纹、精度与细节不如光固化、悬垂必须加支撑、层间强度较弱、细小特征受喷嘴直径限制(一般不小于 0.4–0.8mm)。
设计建议与常见缺陷
设计上尽量让受力方向落在 XY 平面、悬空角度控制在 45° 内、加圆角减少应力集中、为配合件留 0.1–0.3mm 余量、把大平面贴平台摆放。
翘边、拉丝、层纹、断层、堵头、尺寸偏差是六类高频问题,逐项排查见「打印问题排查」分类;其中相当一部分其实源于模型薄壁或非水密,而不只是机器参数。
