3.6 熔融沉积成形打印设备
生产熔融沉积式3D打印机的单位主要有美国的Stratasys公司、3D Systems公司、MakerBot公司、Med Modeler公司以及国内的清华大学等。其中，Stratasys公司的FDM技术在国际市场上占比最大。由于在几种常用的快速成形设备系统中，唯有FDM系统可在办公室内使用，为此，Stratasys公司还专门成立了负责小型机器销售和研发的部门（Dimensionl部门）。
自推出光固化快速成形系统及选择性激光烧结系统后，3D Systems公司又推出了熔融沉积式的小型三维成形机Invision 3-D Modeler系列。该系列机型采用多喷头结构，成形速度快，材料具有多种颜色，采用溶解性支撑，原型稳定性能好，成形过程中无噪声。
3.6.1 Stratasys公司的3D打印机
2014年11月，Stratasys公司推出2款基于FDM技术的Fortus 3D打印机：Fortus 450mc和Fortus 380mc。
该系统有一个新的触摸屏界面，允许用户调整打印作业不中断运作，并可以实现比原3D打印机高达20%的打印时间和打印复杂的几何形状。
Fortus 450mc具有打印406mm×355mm×406mm模型的能力（图3-14），并且它的打印分辨率高达0.127～0.330mm。该Fortus 450mc有两个模型材料和两个支撑材料罐的容量。
图3-14 Fortus 450mc 3D打印机
Fortus 380mc 3D打印机和 Fortus 450mc具有相同的功能，Fortus 450mc包括构建温度分布均匀和数字触摸屏。 该三维打印机可以在相同的分辨率下比Fortus 450mc快20%的打印速度，但它只能打印355mm×305mm×305mm的模型。Fortus 380mc材料容量包括两个罐，一个用于模型，一个用于支撑材料。 该Fortus 380mc是理想的复杂生产设备，适合生产更小的零件，如大中型制造企业夹具和工具制造。
表3-4为Stratasys公司生产的熔融沉积式3D打印机的主要技术参数。
表3-4 Stratasys公司生产的熔融沉积式3D打印机的主要技术参数
表3-5为Stratasys公司生产的熔融沉积式3D打印机用的成形材料特性。支撑材料为水溶性材料或手工易剥离材料BAS。在这种3D打印机上用ABS塑料等材料成形时，工件会有较大的翘曲变形。为消除这一弊端，必须将成形室封闭并加热至恒定温度（约70℃），使工件一直处于恒温状态，从而减小翘曲变形，保证应有的几何精度。
图3-15为Stratasys公司生产的熔融沉积式3D打印机的成形件。
表3-5 Stratasys公司生产的熔融沉积式3D打印机用的成形材料特性
注：√表示有这种材料；—表示无这种材料。
图3-15 Stratasys公司生产的熔融沉积式3D打印机的成形件
3.6.2 3D Systems公司的3D打印机
作为全球最早的快速成形设备供应商，3D Systems公司的FDM产品包括Glider、Cube、CubeX、3DTouch和RapMan等，可以打印三种颜色的ABS和PLA塑料。CubeX有多种打印模式，并提供“标准”“高清晰度”两种选项。
图3-16为Glider 3D打印机，该款打印机的成形速度为23mm/h，尺寸为508mm×406.4mm×355.6mm；制作层厚为0.3mm，喷嘴直径为0.5mm，位置精度为0.1mm，质量为7kg，模型尺寸为203mm×203mm×140mm。使用材料为直径3mm的PLA（白、蓝、绿）和ABS（黑、红）丝材，如图3-17所示 。
图3-16 Glider 3D打印机
图3-17 Personal系列3D打印机所使用的丝材
图3-18为CubeX 3D打印机，CubeX的设备尺寸是515mm×515mm×589mm，打印精度是0.1mm，打印速度是100mm/s。由于该款打印机并不是全封闭的，所以在保温、防尘、防风、防气味、安全方面做得不够，易受外界的干扰。
图3-18 CubeX 3D打印机
图3-19为BFB 3DTouch桌面级3D打印机及其成形件，被称为最具性价比的个人3D打印机。打印尺寸为275mm×275mm×210mm，直接从USB打印，不需要PC连接，屏幕触摸控制，可提供双头和三头升级选配，打印更自如。外观采用的是漂亮的金属支架和亚克力材料制作，简洁开放式设计，时尚大方。最大打印速度为15mm3/s，外形尺寸为515mm×515mm×598mm，挤压机尖端最高温度为280℃，材料为聚乳酸/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料/可溶解清洁透明聚乳酸。
图3-19 BFB 3DTouch桌面级3D打印机及其成形件
3.6.3 上海富奇凡公司的HTS系列3D打印机
上海富奇凡公司生产的HTS系列材料沉积式3D打印机，采用辊轮-螺杆式熔挤系统，挤压喷头内的螺杆和送丝机构用同一步进电动机驱动，送丝机构由传动齿轮和两对送丝辊组成。外部计算机发出控制指令后，步进电动机驱动螺杆；同时，又通过传动齿轮驱动送丝辊，将直径为4mm的塑料丝送入喷头。在喷头中，由于电热棒的加热作用，塑料丝呈熔融状态；并在变截面螺杆的推挤下，通过内径为0.2～0.5mm的可更换喷嘴沉积在工作台上，在冷却后形成工件的截面轮廓。图3-20、图3-21分别为HTS系列熔融沉积台式3D打印机和样件。表3-6为HTS系列熔融沉积台式3D打印机技术参数。
图3-20 HTS系列熔融沉积台式3D打印机
这种熔挤系统可以看成是“螺杆式无模注射成形机”。驱动步进电动机的功率大，能产生很大的挤压力，因此能采用黏度很大的熔融材料，成形工件的截面结构密实、品质好。这种材料挤压式3D打印机采用单个挤压喷头，成形材料和支撑材料为同种材料，借助沉积工艺与参数的变化使支撑结构易于去除。所用的塑料丝是与国外著名公司共同开发的尼龙基丝料，价格低，不吸潮，成形时翘曲变形很小，成形室不需封闭加热保温，能保证成形件具有良好的尺寸精度与表面品质。
图3-21 HTS系列熔融沉积台式3D打印机样件
表3-6 HTS系列熔融沉积台式3D打印机技术参数
图3-22、图3-23分别为HTS系列熔融沉积立式3D打印机和样件。表5-7为HTS系列熔融沉积立式3D打印机技术参数。
图3-22 HTS系列熔融沉积立式3D打印机
图3-23 HTS系列熔融沉积立式3D打印机样件
表3-7 HTS系列熔融沉积立式3D打印机技术参数
