文档介绍：3D打印机
3D概述
什么是3D打印机?
可以把3D建模软件创建的三维模型打印成实际物品的机器。
三维模型
打印成品
打印原理
第一步,通过计算机建模软件建模;
第二步,将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,即切片。
第三步,打印机执行切片后的打印指令,逐层打印模型。
主流技术
熔融沉积快速成型(FDM)
将丝状热熔性材料加热融化,通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料融化后从喷嘴喷出,沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上,温度低于固化温度后开始固化,通过材料的层层堆积形成最终成品。
FDM的机械结构最简单,设计最容易,制造成本、维护成本和材料成本也最低,因此是桌面级3D打印机中使用得最多的技术,主要以ABS和PLA为材料。
但也由于出料结构简单,难以精确控制出料形态与成型效果,同时温度对于成型效果影响非常大,不够稳定,-,。此外,大部分的产品边缘都有分层沉积产生的“台阶效应”,较难达到所见即所得的3D打印效果,所以在对精度要求较高的快速成型领域较少采用FDM。
主流技术
光固化成型(SLA)
光固化技术是最早发展起来的快速成型技术,也是研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的快速成型技术之一。主要使用光敏树脂为材料,通过紫外光或者其他光源照射凝固成型,逐层固化,最终得到完整的产品。
光固化技术优势在于成型速度快、原型精度高,非常适合制作精度要求高,结构复杂的原型。光固化快速成型应该是3D打印技术中精度最高,表面也最光滑的,objet系列最低材料层厚可以达到16微米()。
不足的是,光敏树脂原料有一定毒性,其次光固化成型的原型在外观方面非常好,但是强度方面尚不能与真正的制成品相比,一般主要用于原型设计验证方面。此外,设备成本、维护成本和材料成本都远远高于FDM,因此,基于光固化技术的3D打印机主要应用在专业领域。
主流技术
三维粉末粘接(3DP)
原料使用粉末材料,如陶瓷粉末、金属粉末、塑料粉末等。先铺一层粉末,然后使用喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域,让材料粉末粘接,形成零件截面,然后不断重复铺粉、喷涂、粘接的过程,层层叠加,获得最终打印出来的零件。
优势在于成型速度快、无需支撑结构,而且能够输出多彩色打印产品,这是其他技术都比较难以实现的。
但是粉末粘接的直接成品强度并不高,只能作为测试原型,成品表面不如SLA光洁,精细度差,所以一般为了产生拥有足够强度的产品,还需要一系列的后续处理工序。此外,由于制造相关材料粉末的技术比较复杂,成本较高,所以3DP技术主要应用在专业领域。
主流技术
选择性激光烧结(SLS)
利用粉末材料在激光照射下烧结的原理,层层堆结成型。首先铺一层粉末材料,将材料预热到接近熔化点,再使用激光在该层截面上扫描,使粉末温度升至熔化点,然后烧结形成粘接,接着不断重复铺粉、烧结的过程,直至完成整个模型成型。
激光烧结技术可以使用非常多的粉末材料,并制成相应材质的成品,激光烧结的成品精度好、强度高,但是最主要的优势还是在于金属成品的制作,可以直接烧结金属零件,最终成品的强度远远优于其他3D打印技术。
但是粉末烧结的表面粗糙,需要后期处理,其次使用大功率激光器,除了本身的设备成本,还需要很多辅助保护工艺,整体技术难度较大,制造和维护成本非常高,普通用户无法承受,所以应用范围主要集中在高端制造领域。
FDM打印机
便携式打印机(FDM)