文档介绍：1 3D 打印技术概述 3D 打印( 3D Printing )是快速成型技术的一种,也称为增材制造技术( Additive Manufacturing , AM ), 是一种以数字模型文件为基础, 以材料逐层累加的方式制造实体零件的技术。 3D 打印技术概念起源于 19 世纪, 从上世纪 80 年代末正式应用到现在已经有 30 多年历史。 3D 打印通常是采用 3D 打印机来实现,常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造。 SLA 快速成型技术激光光固化技术( Stereolithography Apparatus SLA )特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面使其逐层凝固叠加构成三维实体,又称立体光刻成型。该工艺最早由 Charles 于 1984 年提出并获得美国国家专利,是最早发展起来的 3D 打印技术之一。 SLA 工艺也成为了目前世界上研究最为深入、技术最为成熟、应用最为广泛的一种 3D 打印技术。 SLA 快速成型工艺的优势主要有以下几点: ①紫外激光通过聚焦,光斑直径< ; ②成型精度高,可成型精细结构(如戒指等); ③制作任意复杂结构零件(如空心零件); ④表面光洁度高(表面 Ra < μm ); ⑤成型过程高度自动化,后处理简单(点支撑,易去除); ⑥材料利用率接近 100% 。 SLA 工艺成型效率高, 系统运行相对稳定, 成型工件表面光滑精度也有保证, 适合制作结构异常复杂的模型, 能够直接制作面向熔模精密铸造的中间模。 2 其工艺过程如下图所示: FDM 快速成型技术 FDM 快速成型的原理熔融沉积制造法(FDM) 快速成型技术的软件系统由几何建模和信息处理组成。( 1 )几何建模单元是设计人员借助三维软件,如 Pro/E , UG 等,来完成实体模型的构造,并以 STL 格式输出模型的几何信息。(2) 信息处理单元主要完成 STL 文件处理、截面层文件生成、填充计算,数控代码生成和对成形系统的控制。如果根据 STL 文件判断出成形过程需要支撑的话,先由计算机设计出支撑结构并生成支撑, 然后对 STL 格式文件分层切片, 最后根据每一层的填充路径, 将信息输给成形系统完成模型的成形。最后对其进行表面处理。 FDM 的成型流程图如图 2-1 所示。 SLA 工艺原理图 3 3. FDM 快速成型工艺的特点 FDM 成型材料的选择熔融沉积工艺使用的材料分为两部分: 一类是成型材料, 另一类是支撑材料。 FDM 工艺对成型材料的要求是熔融温度低、粘度低、粘结性好、收缩率小。 FDM 工艺对支撑材料的要求是能承受一定高温,与成型材料不浸润、具有水溶性或者酸溶性、熔融温度较低、流动性好。 FD M 工艺的优缺点 FDM 快速成型工艺的优点: 图 2-2 FDM 系统模型图图 2-1 FDM 成型流程图 STL 文件数据转换熔融沉积成型表面处理三维模型分层切片加入支撑建立三维实体模型 4 (1) 成本低。熔融沉积造型技术用液化器代替了激光器, 设备费用低; 另外原材料的利用效率高且没有毒气或化学物质的污染,使得成型成本大大降低。( 2) 采用水溶性支撑材料, 使得去除支架结构简单易行, 可快速构建复杂的内腔、中空零件以及一次成型的装配结构件。