什麼是FDM？認識3D列印中FDM技術的工作原理與優勢

FDM是什麼？了解3D列印技術

FDM（Fused Deposition Modeling，熔融沈積成型）是峰群國際科技提供的主要增材製造技術之一。它透過加熱並擠出熱塑性塑膠材料，逐層堆疊成型，製造出具結構強度與功能性的實體零件。 FDM 技術以 低成本、高效率與材料多樣化聞名，非常適合用於快速原型開發、功能性零件製作與小批量生產。峰群國際科技的 FDM 系統能靈活使用 PLA、ABS、PETG、TPU、PEI 等多種熱塑性材料，滿足從概念設計到工程零件的不同應用需求。
〈延伸閱讀：金屬3D列印怎麼做? 製程關鍵因素一次帶你看！〉

FDM 3D列印的工作原理

FDM 3D列印過程始於一個數位設計檔（CAD模型），系統會將模型轉換成機器指令（G-code），再透過三軸擠出系統執行成型：

1. 加熱與擠出：耗材以線軸形式供應，送入加熱噴嘴後熔化成流體狀。擠出頭沿 X、Y、Z 軸移動，根據設計路徑將熔融材料逐層沉積。

2. 層間融合與冷卻：每層細絲在冷卻時與前一層融合，最終形成完整幾何結構。系統通常配備冷卻風扇以提升層間黏合品質與成型穩定性。

3. 逐層堆疊：每層成型完成後，平台下降或噴嘴上升，繼續下一層的堆疊，直至零件成形。

FDM技術3D列印的特色與製程特點

• 逐層沉積結構明顯：可見明確層線，適合原型與功能件。

• 材料性能一致性高：各層之間機械性能穩定，可預測性佳。

• 可見的工具路徑：列印方向會影響強度與表面品質。

常見缺陷：翹曲與變形

由於材料在冷卻時會收縮，若不同區域冷卻速度不一致，容易產生內應力導致翹曲。
改善方法包括：

• 控制腔室與平台溫度以維持均勻冷卻。

• 增加平台附著力（使用膠層或底板）。

• 避免大面積平面設計，並在尖角處添加圓角。

• 根據材料性質調整幾何設計（ABS 較易翹曲，PLA 與 PETG 較穩定）。

峰群國際科技的 FDM 系統兼具 穩定性與可重複性 ，在開發階段能快速產出驗證樣件，特別適合表面光潔度非關鍵但結構強度與功能性為重點的製造需求。
〈延伸閱讀：SLM金屬3D列印是什麼？快速帶你了解〉

桌上型與工業級FDM印表機的差異

FDM印表機主要分為工業級（專業級）與桌上型（原型製作級）。兩者差異主要在規模與可重複性。工業級機器價格較高，但能提供更大列印尺寸、更高可靠性與一致性，適合工具製造、功能原型與小批量生產。桌上型印表機則適合快速概念模型與早期設計驗證。

• 工業級FDM系統（例如Stratasys）具有更嚴格的製程控制與更高重複性，並支援工程級熱塑性塑膠，因此常用於模具製造、功能原型及最終用途零件。
• 桌上型FDM則需更頻繁維護與校準，適合少量概念開發。

FDM 設計指南與能力

1. 變形與翹曲

翹曲是FDM列印中最常見的缺陷之一。當材料冷卻速度不均時，內部應力導致下層被拉起，造成零件邊緣翹曲。

解決方法：

• 控制腔室與建造平台溫度，減少溫差。

• 使用膠水或底層膠帶增加附著力。

• 避免設計大面積平坦區域或尖角，改以圓角過渡。

• 根據材料選擇適合的幾何形狀，PLA、PETG 通常比 ABS 穩定。

2. 層間黏合

在熔融沈積過程中，層與層之間的熱壓結合是強度關鍵。若溫度過低或冷卻過快，層間接著力不足，容易出現裂縫。

峰群建議：

• 保持穩定擠出溫度，確保每層能充分熔接。

• 避免列印環境中冷風或氣流干擾。

• 適當調整層高與噴嘴距離，確保壓附量足夠。

3. 支撐結構與材料選擇

FDM無法在懸空處直接沉積，因此部分模型需要支撐結構。

• 單材料支撐：與主體同材質，成本低但移除困難。

• 可溶解支撐：使用雙噴頭列印，支撐可溶於水或特定溶劑，適用於高階系統。

峰群建議設計原則：

• 儘量減少懸空角度大於45°的區域。

• 若必須使用支撐，建議預留移除空間或使用水溶材料。

4. 填充率與外殼厚度設定

FDM列印的零件通常不是實心，而是由外殼（shell）與填充（infill）組成。

FDM參數說明

四、FDM 材料分類與應用

（一）原型製作用材料

FDM材料特性表

〈延伸閱讀：3D列印材料指南：最全面的3D列印材料介紹及選擇關鍵!〉

（二）工業級功能性材料

FDM工業級材料特性

峰群國際科技不僅能提供上述常用材料，也可針對特殊需求開發 客製化工程材料 ，如高耐熱、高衝擊或導電性配方，滿足不同產業的功能性要求。
〈延伸閱讀：什麼是工業級3D列印？一篇文章帶你快速了解〉

FDM技術優點與缺點

FDM技術優點	FDM技術缺點
• FDM 是製作客製化熱塑性零件與原型最具成本效益的方法 • 交期短（通常僅需幾天） • 可使用多種材料，適合原型製作與工業應用	• 由於解析度較低，不適合製作含有非常細微細節的零件 • 成品表面通常會出現可見層紋，若需平滑外觀需後處理 • 層間熔接的機制使零件具有各向異性（anisotropy），即不同方向的強度不一致

峰群國際科技以專業技術與多元設備，確保製程品質穩定，協助客戶快速將設計概念轉化為可實際測試或量產的零件。

FDM設計指南

表格總結了FDM 3D列印零件中最常見特徵的建議值和技術上可行的值。

FDM的常見應用產業

3D列印FDM技術常見應用產業

峰群國際科技擁有豐富的跨產業製造經驗，能針對不同領域提供專業建議與材料選擇，確保零件符合實際使用條件。
〈延伸閱讀：3D列印產品有哪些? 4個常見3D列印運用帶你看!〉

結語

FDM 3D列印以其高效率、低成本與多樣材料支援 ，在現代製造流程中扮演不可或缺的角色。峰群國際科技以專業的FDM技術整合能力，協助企業從設計驗證到功能性零件生產，實現快速、精準且具成本效益的數位製造解決方案，立即連繫我們，了解3D列印FDM技術。
〈延伸閱讀：3D列印廠商怎麼選？4大3D列印廠商挑選重點〉