20151229-华融证券-3D打印专题研究系列报告之二_3D打印技术_熔融沉积成型（FDM）_17页_625kb

报告摘要

3D打印专题研究系列报告之二：FDM技术总结

核心内容

FDM（熔融沉积成型）是目前应用最为广泛的3D打印技术之一，由美国Stratasys公司于上世纪八十年代末发明，1992年推出首台商用FDM打印机，标志着该技术正式进入市场。2009年FDM关键技术专利到期，推动了行业快速发展，设备成本大幅下降，桌面级3D打印机价格从超过1万美元降至数百美元，销量也显著上升。

FDM技术以热塑性材料（如ABS、PLA、PC、PP等）为原料，通过加热喷头将材料熔化后逐层挤出并凝固成型。其工艺原理包括设计模型、分层处理、逐层堆积和后处理，整个过程在计算机控制下完成。

主要观点

FDM技术优势：
- 成本较低，适合家庭和办公环境使用。
- 材料种类丰富，易于获取。
- 环境污染较小，无激光、高温、高压等危险环节。
- 设备体积小，便于搬运和使用。
- 原料利用率高，可回收再利用。
- 后处理相对简单，支撑材料多为水溶性，易于剥离。
FDM技术局限：
- 成型时间较长，不适合制造大型部件。
- 精度较低，成品表面有明显纹路。
- 需要支撑材料，对于复杂结构的剥离有一定难度。
FDM材料特性：
- 成型材料需具备熔融温度低、粘度低、粘结性好、收缩率小等特点。
- 支撑材料需具备耐高温、不与成型材料浸润、具有水溶性或酸溶性、熔融温度低、流动性好等特性。
FDM应用领域：
- 概念建模：用于建筑模型、人体工程学研究、产品设计验证。
- 功能性原型制作：快速制造原型，进行性能测试。
- 制造加工：制造标准工具、小批量生产。
- 最终用途零件：制造耐用、稳定、可重复使用的部件。
- 应用案例：丰田、Mizuno、福特等企业已成功应用FDM技术，显著降低模具成本和开发周期。

关键信息

发展历程：FDM技术自1980年代末发明，1992年进入商用阶段，2009年后因专利到期进入快速发展期。
材料价格趋势：2015年ABS均价为12451元/吨，较2015年下跌14%；PC均价为19250元/吨，较2014年上涨8%；PP均价为10196元/吨，较2014年下跌14%；PLA均价为21000元/吨，高于其他石化材料，因原料来源为生物发酵。
支撑材料：目前主要使用水溶性材料，便于剥离，且与成型材料不浸润。
技术对比：FDM适合对精度要求不高的桌面级设备，与其他技术如SLA、SLS相比，具有成本低、易于推广等优势。
市场前景：随着专利到期，FDM技术在家庭和办公环境中的应用将进一步扩大，未来市场空间广阔。