热塑挤压还可以使用在工业中被广泛使用和默认

　　制作平台，它可以阻止低层比高层过快冷却。

　　为了进一步减少变形或收缩等问题，工业热塑挤压打印机还配有封闭制作区域，这样能够阻止气流并严格地控制温度。高端打印机制造商——使用FDM技术生产模型的Stratasys公司就宣布目前变形或收缩已经不再是主要问题了。

　　然而大多数廉价的打印机还会面临这个问题。为了解决这一现状，一些低成本热塑挤压打印机在打印喷头处安装了小型风扇，用来提高打印层的冷却速度。许多人认为降低打印速度并密切关注制作平台上打印喷头的起始高度就可以减少变形和收缩的发生。另一种方法是用塑料框架或“筏”固定住物体最底层，物体打印完成后再将其拆除，它能让物体牢固地固定在制作平台上，从而减少变形。

　　最后，不论何种打印机类型，都可以通过有效的模型设计来控制变形。例如，减少“填充空隙”或许可以防止变形。由传统注塑成型技术制作的塑料零部件只能是实心的，但3D打印的物体可以是空心、实心或内部是半固态的开放格子。减少物体的固体部分通常能够防止其内部拉长和外部冷却变形。非实心固体的模型可以减少耗时和耗材，继而降低打印成本。

　　最后一个也是最主要的问题是在打印过程中无支撑点的悬空部分或无依靠部分的处理。为了说明问题，图2-3展示了由热塑挤压3D打印机制造的四个塑料字母。在这里，大写字母“L”可以轻松打印出来。相比之下，大写字母“Y”有个向上倾斜的延伸。这里的难度在于，因打印输出的逐层倾斜堆叠而有可能掉下来。对于字母“Y”来说，它左右两臂倾斜的角度不超过 45°一般是可以打印的。但如果是字母“T”，左右两臂的展开角度各自都达到了90°，如果不采取措施的话，在打印过程中肯定会掉下来。同样，大写字母“M”最初可能会无法打印，因为字母中间部分是完全悬在半空中的，没有任何支撑点。

　　图2-3 延伸和孤体部位

　　当然，如果将“T”和“M”水平放在制作平台上是可以轻松完成打印的，而且几乎所有3D打印的物体在规划时最优先考虑的就是物体面向问题。但是很多复杂的物体根本无法简单地为之确定既有支撑点又无孤体的方向。为了处理这个问题，几乎所有的热塑挤压打印机都或多或少需要打印“支撑结构”。打印完成后，再把这些临时的附件拆除。

　　支撑结构有两种方式。许多廉价的热塑挤压3D打印机利用打印物体本身的材料制作出精致格状的“分离支撑点”。打印完毕后，所有这些多余的塑料小块必须用小刀、其他工具或手动拆除。将这些支撑结构拆除后，就要做一些必要的后续清理工作，比如用砂纸或其他工具将物体打磨平整，以彻底消除支撑点的痕迹。

　　造价昂贵的热塑挤压打印机则利用第二个打印喷嘴输出水溶性支撑材料来制作支撑结构。当物体打印完成后，会被置于一罐水基清洗剂中。罐中的搅拌器不断搅动，使清洗剂循环在物体周围，从而使支撑材料溶解。最后将无支撑点的3D打印物体取出，用清水洗净并干燥。

　　相比较使用分离支撑工艺的打印机来说，使用可溶性支撑点工艺的3D 打印机在制作过程中相对复杂而费时，但同时它们也给出了较好的结果。一些3D打印机制造商根据制造和拆除可溶性支撑结构工艺的特点，将其称为“SST”，即“可溶性支撑技术”。而那些使用分离支撑工艺的则被称为“BST”，即“分离支撑技术”。

　　虽然使用热塑挤压技术制造的物体经常需要拆除支撑点，但这种成品一旦被制造出来就可以立即投入使用（可能需要先打磨或上色）。相反，使用其他3D打印方法制造的产品往往需要进行“后处理”，比如固化或注入其他材料中。

　　2.1.2 热塑挤压工艺的用途

　　热塑挤压是一项成熟、强大又相对廉价、安全的 3D 打印技术（当打印对象无需支撑点或分离支撑时尤其如此）。与其他3D打印技术不同的是，热塑挤压还可以使用在工业中被广泛使用和默认的标准材料来制作物体。

　　虽然目前大多数热塑挤压3D打印机只能使用一种材料制造物体（包括支撑材料），但有些型号也可以同时输出两种或三种不同打印材料。甚至有些实验用打印机可以在同一打印头中混合几种不同的热塑性塑料，从而打印出全彩色的塑料物体。

　　热塑挤压3D打印机已经广泛用于制作概念模型，这使得设计师们可以出售他们的创意作品，并先于传统制造手段将作品展示给客户。该技术还可用于生产功能原型，在传统制造方法开始之前就能检查其是否与其他零部件配合协调。

　　热塑挤压3D打印机的第三种用途是制造所需的图案、模具和夹具，继而通过常规手段创建对象。某些形式的热塑挤压甚至专门用于此目的。例如，Solidscape公司（目前隶属Stratasys公司）发明的“按需滴墨”（DOD）技术就是使用特殊的蜡样塑料制造物体。使用这种技术的3D打印机通常用于生产“牺牲模型”或牙科模具。

　　纵观以上所有显著特点，热塑挤压最具革命性的用途还是最终产品或零件的直接数字化制造（DDM）。如上所述，当需要生产几百甚至几千个热塑性塑料零件时，使用3D打印机比使用喷射模塑法或其他传统技术更具成本效益。售价低于1500美元的热塑挤压3D打印机可以为打印爱好者或小型企业打造多种类型的塑料零件。第5章和第6章将详细探讨直接数字化制造这一概念。

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