3D打印技术之熔融沉积快速成型（FDM）
熔融沉积快速成型（Fused Deposition Modeling，FDM）是继光固化快速成型和叠层实体快速成型工艺后，另一种广泛应用的快速成型工艺。该技术是当前3D打印领域中应用较广且最早开源的技术之一。以Sratasys公司为代表的FDM制造系统应用尤为普遍。
一、熔融沉积快速成型的基本原理
熔融沉积，也称为熔丝沉积，是将热熔性材料加热至熔化状态，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤出。喷头在X轴方向移动，而工作台则沿Y轴方向移动。通过精确控制，热熔性材料喷嘴后与前一层面融合在一起，形成新的实体层面。层层堆积，直至完成整个实体造型。
二、工艺特点与材料
FDM工艺的特点包括材料利用率高、可选材料种类多、工艺简洁等。其使用的材料主要为ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）和PLA（聚乳酸）等生物降解塑料。ABS具有优良的综合性能，而PLA则是生物可降解材料，具有环保优势。
(1) ABS塑料
ABS塑料强度高、柔韧性好、机械加工性优异，并具有较高的耐温性。其在打印过程中会产生气味，且由于冷收缩性，模型有时会与打印平板分离。
(2) PLA塑料
PLA塑料是当前桌面式3D打印机广泛使用的材料之一。它是由可再生植物资源（如玉米）提取的淀粉原料制成，具有生物降解性。
三、工艺流程与系统组成
FDM工艺中，工作台按预定的增量下降一个层的厚度，继续熔喷沉积，直至完成整个实体造型。系统主要由控制、加热与冷却、挤压、喷头机构、可升降工作台及支架机构等部分组成。控制系统使整个系统实现自动控制，包括气路的通断、喷头的速度以及量与整造速度的匹配等。
四、应用领域与案例
FDM快速成型技术已广泛应用于汽车、机械、航空航天、家电、通信、电子、建筑、医学、玩具等领域。如丰田公司采用FDM工艺制作汽车零部件的母模，RapidModels & Prototypes公司用FDM工艺制作玩具水型等。
FDM技术还在产品设计开发过程中发挥重要作用，如产品外观评估、方案选择、装配检查、功能测试等。它无需任何刀具和模具，能快速制造出复杂的产品原型。
(1) 在日本丰田公司的应用
丰田公司通过FDM工艺降低了制模成本，提高了生产效率。
(2) 在Mizuno公司的应用
Mizuno公司借助FDM技术加快了产品设计验证阶段，缩短了开发周期。
FDM技术不仅在汽车领域有着广泛的应用，在其他领域也展现出其独特的优势。
五、气压式熔融沉积快速成型系统（AJS）
气压式熔融沉积快速成型系统（AJS）通过空气压缩机提供的压力将低粘性材料挤出，并通过喷头涂覆于工作平台或前一沉积层之上，实现逐层沉积凝固。该系统由控制、加热与冷却、挤压、喷头机构等部分组成，其中控制系统是实现整个系统自动控制的核心。
熔融沉积快速成型技术作为一种重要的3D打印技术，具有广泛的应用前景和重要的实际意义。通过不断的技术创新和应用推广，相信该技术将在未来发挥更大的作用。