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3D打印机和3D打印的过程与技术

赵师傅
2020-12-09 11:06:23

3D打印 也称为增材制造。该术语准确地描述了该技术如何创建对象。“添加剂”是指连续添加 16至180微米或更大的薄层 创建一个对象。实际上,所有3D打印技术在构建对象时都是相似的 逐层 创建复杂的形状。

 

3D打印如何工作?

3D打印包含3个主要步骤。

第一步 是在设计要打印的对象的3D文件时 ,即在打印之前进行准备 。 该3D文件可以使用CAD软件 3D扫描仪 创建, 也可以 从在线市场 下载 。检查 完3D文件已准备好打印后 ,即可继续执行第二步。

第二步 是实际的打印过程。 首先,您需要选择哪种材料最能实现对象所需的特定属性。3D打印中使用的材料非常广泛。它包括塑料,陶瓷,树脂,金属,沙子,纺织品,生物材料,玻璃,食品,甚至是月尘!这些材料中的大多数还提供了 大量的修整选项 ,使您能够获得想要的精确设计结果,而其他一些材料(例如玻璃)仍在作为3D打印材料进行开发,尚不容易获得。

第三步 是完成过程。此步骤需要特定的技能和材料。首次打印对象时,通常无法直接使用或交付它,除非对其进行打磨,上漆或上漆以达到预期目的。

为项目选择的材料将确定最适合的打印方法。其中,接下来介绍每组材料最常用的技术。

 

如果要使用塑料或铝化物

·         熔融沉积建模(FDM)技术: 由于其主要用于个人,因此它已进入市场的最开始。由于市场上可用的打印机数量众多,因此它可能是最受欢迎的打印方法。与其他3D打印技术相比,FDM是负担得起的3D打印过程。该过程通过将材料熔化并通过喷嘴挤出以一次3D打印对象每一层的横截面而起作用。每个新层的床都降低,重复此过程,直到完成对象。层厚决定了3D打印的质量。某些FDM 3D打印机具有两个或多个打印头,可以进行多种颜色的打印,并使用对复杂3D打印的悬垂区域的支持。

·         SLS技术 : 激光烧结是一种3D打印技术,包括通过将连续的粉末层熔融在一起以形成物体来制造物体。该过程最明显地有助于创建复杂且互锁的形式。适用于 塑料 和 铝化物 。

3D打印

如果要使用树脂或蜡

·         您将需要的技术是 光聚合 ,一种涉及通过紫外线使光敏树脂固化的技术。它被不同的3D打印过程使用,例如:

o    立体光刻法 (SLA) :使用一桶可固化的光敏聚合物树脂。装配板以小增量下降,并且液态聚合物暴露在紫外线下逐层绘制横截面的光线下。重复该过程,直到创建了模型。通过将物体从树脂中拉出(底部向上),可以对物体进行3D打印,从而在容器底部为未固化的树脂创造空间,然后可以形成物体的下一层。另一种方法是通过将对象向下拉入容器中,然后在其上固化下一层来进行3D打印。

o    数字光处理 (DLP) 投影仪用于固化光敏聚合物树脂。这与SLA方法非常相似,除了使用安全灯(灯泡)代替使用UV激光固化光敏聚合物树脂外。与SLA相似地创建对象,将对象从树脂中拉出,这会在容器底部为未固化的树脂创造空间,从而形成对象的下一层,或者向下进入容器,并固化下一层在顶部。 Sculpteo使用DLP技术进行银和黄铜3D打印。首先,我们3D打印蜡模型,然后使用失蜡铸造技术:在蜡周围熔化并填充银之前制作一个模具,以创建对象。

 

o    连续液体界面产生(CLIP)的 工作原理是,将数字光投影仪产生的连续UV图像序列投影通过液态树脂浴下方的透氧,UV透明窗口。在窗口上方创建的盲区在零件下方保持液体界面。在死区上方,将固化部分从树脂浴中抽出。

o    MultiJet打印机 : 类似于立体光刻技术,高质量的PolyJet和MultiJet 3D打印过程使用紫外线来使光敏聚合物交联。但是,打印机不是扫描激光来固化层,而是以第一层的形状喷射光敏聚合物的细小液滴(类似于喷墨打印机中的墨水)。附在打印机头上的紫外线灯使聚合物交联,并将层的形状锁定在适当的位置。然后,构建平台下降一层厚度,并且更多材料直接沉积到上一层上。

如果您想使用金属

o    DLP 与失蜡浇铸技术相结合,可以3D打印对象。Sculpteo将DLP技术用于 银 和 黄铜 3D打印。首先,我们3D打印蜡模型。然后,我们使用失蜡铸造技术:在蜡融化并填充银之前围绕蜡制模,从而创建您的物体。

o    直接金属激光烧结(DMLS) 使用激光作为电源,以便通过对准激光并逐层跟踪对象的横截面来烧结金属粉末。直接金属激光烧结类似于选择性激光烧结工艺。

o    电子束熔化(EBM) 使用电子束作为电源,而不是使用激光焊接3D打印金属。电子束在高真空下一层又一层地熔化金属粉末,并且可以实现金属粉末的完全熔化。这种方法可以生产高密度的金属零件,从而保留了材料的性能。

3D打印

如果要使用多色

o    活页夹喷射 很受欢迎,因为您可以创建带有颜色的详细3D打印。使用自动滚筒将一层粉末散布到构建平台上。多余的粉末被推向侧面,并确保床内充满一层填充粉末。在快轴上,打印头同时施加液体粘合剂和颜色,以在粉末上形成物体的横截面。

 

o    选择性沉积层压 是使用纸张的3D打印过程。这个过程类似于分层对象制造(LOM) 快速原型制作方法。该过程涉及涂有粘合剂的纸(或塑料或金属层压板)的层,这些纸依次用加热的辊粘合在一起,并用激光切割机逐层切割以成形。装有物料的辊将每张新的物料移动到最后一块,并重复该过程直到完成对象。

 

o     Stratasys Objet500 Connex3中使用的三重喷射技术(PolyJet)是PolyJet 3D打印的最先进方法。该技术使用三种材料执行精确的打印,因此可以进行三色混合。要了解有关此技术的更多信息,可以参考 PolyJet 和 多喷

 

结论

随着3D打印的不断变化,3D打印技术和过程的列表不断增长。3D打印行业继续创新其硬件以及创建对象或零件的材料和过程。根据预算,设计或功能等许多因素,选择合适的3D打印过程以及正确的材料非常重要。3D打印可以创建许多以前仅通过批量生产方法制造的不同3D打印对象。

 

由于打印和 修整 步骤所需的复杂性,时间和技能,因此存在像Sculpteo这样的在线3D打印服务 。这种复杂性可能会阻碍人们使用这项出色的技术,但是在Sculpteo,我们希望将自己的知识应用于愿意尝试3D打印的任何人,因为我们希望扩大对增材制造技术的访问。   

3D打印

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