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3D打印技术主要的工艺流程解析.doc

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3D打印技术主要的工艺流程解析.doc

上传人:相惜 2021/10/2 文件大小:403 KB

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文档介绍:3D打印技术主要的工艺流程解析
大家对3D打印这个热门概念应该都或有耳闻,下面给大家介绍一下3D打印的主流技术及其工艺,希望能够帮助大家更深一步了解3D打印的工作原理和其工作特点。
  现在我们来看看3D打印的主流工艺流程。
  1、熔融沉积造型〔Fused deposition modeling,FDM〕
  FDM 可能是目前应用最广泛的一种工艺,很多消费级3D 打印机都是采用的这种工艺,因为它实现起来相对容易:
  FDM加热头把热熔性材料〔ABS树脂、尼龙、蜡等〕加热到临界状态,使其呈现半流体状态,然后加热头会在软件控制下沿CAD 确定的二维几何轨迹运动,同时喷头将半流动状态的材料挤压出来,材料瞬时凝固形成有轮廓形状的薄层。
  这个过程与二维打印机的打印过程很相似,只不过从打印头出来的不是油墨,而是ABS树脂等材料的熔融物。同时由于3D 打印机的打印头或底座能够在垂直方向移动,所以它能让材料逐层进行快速累积,并且每层都是CAD 模型确定的轨迹打印出确定的形状,所以最终能够打印出设计好的三维物体。
  2、光固化立体造型〔Stereolithography,SLA〕
  据维基百科记载,1984年的第一台快速成形设备采用的就是光固化立体造型工艺,现在的快速成型设备中,以SLA的研究最为深入,运用也最为广泛。平时我们通常将这种工艺简称“光固化〞,该工艺的根底是能在紫外光照射下产生聚合反响的光敏树脂。
  与其它3D 打印工艺一样,SLA 光固化设备也会在开始“打印〞物体前,将物体的三维数字模型切片。然后电脑控制下,紫外激光会沿着零件各分层截面轮廓,对液态树脂进行逐点扫描。被扫描到的树脂薄层会产生聚合反响,由点逐渐形成线,最终形成零件的一个薄层的固化截面,而未被扫描到的树脂保持原来的液态。
  当一层固化完毕,升降工作台移动一个层片厚度的距离,在上一层已经固化的树脂外表再覆盖一层新的液态树脂,用以进行再一次的扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上,如此循环往复,直到整个零件原型制造完毕。
  SLA 工艺的特点是,能够呈现较高的精度和较好的外表质量,并能制造形状特别复杂〔如空心零件〕和特别精细〔如工艺品、首饰等〕的零件。
  3、选择性激光烧结〔SLS〕
  数字模型分层切割与逐层制造是3D 打印工艺的根底,这里往后就不再赘述了。除此之外,SLS 工艺与SLA 光固化工艺还有相似之处,即都需要借助激光将物质固化为整体。不同的是,SLS 工艺使用的是红外激光束,材料那么由光敏树脂变成了塑料、蜡、陶瓷、金属或其复合物的粉末。
  先将一层很薄〔亚毫米级〕的原料粉未铺在工作台上,接着在电脑控制下的激光束通过扫描器以一定的速度和能量密度,按分层面的二维数据扫描。激光扫描过的粉末就烧结成一定厚度的实体片层,未扫描的地方仍然保持松散的粉末状。
  一层扫描完毕,随后对下一层进行扫描。先根据物体截层厚度升降工作台,铺粉滚筒再次将粉末铺平,然后再开始新一层的扫描。如此反复,直至扫描完所有层面。去掉多余粉末,再经过打磨、烘干等适当的后处理,即可获得零件。
  目前应用此工艺时,以蜡粉末及塑料粉末作为原料较多,而用金属粉或陶瓷粉进行粘接或烧结的工艺尚未实际应用。
  4、层片叠加制造〔Laminated ob