3d打印机原理适用于?原理?简单说,不要复制黏贴的

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3D打印技术的概念及技术分类
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来源:科易网
摘要:3D打印技术(3D Printing)是快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing)的一种,它也被叫做增材制造( additive manufacturing)。它的基本原理是,把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面,然后一层一层的打印出来并按原来的位置堆积到一起,形成一个实体的立体模型。
3D打印技术
  3D打印技术(3D Printing)是快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing)的一种,它也被叫做增材制造( additive manufacturing)。它的基本原理是,把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面,然后一层一层的打印出来并按原来的位置堆积到一起,形成一个实体的立体模型。
  与之相对应的两种技术是切削和铸塑,但相比这两种技术,3D打印技术有自己的优势,那就是不像切削那样浪费材料,也不像铸塑那样要求先制作模具。一次成型,快速个性化定制是它的重要特点,这在小批量,多品种的生产中占有非常大的优势。
  与传统加工方式不同,它通过分层制造、逐层叠加的方式生产产品,特点是不需要模具,可以加工结构非常复杂的产品。简单地说,用户只需要通过CAD设计一个3D模型,并选择合适的材料,就能打印任何形状的物体。
  高度的可定制性让3D打印拥有了许多优势。只需一份图纸,它就能够迅速生产模型或原型产品,在工业设计领域用途广泛。而由于3D打印的产品无需开模、切割、焊接等传统工艺的加工,成本也大大降低。
  3D打印技术分类
  3D打印技术实际上是一系列快速原型成型技术的统称,其基本原理都是叠层制造,由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状,而在Z坐标间断地作层面厚度的位移,最终形成三维制件。目前市场上的快速成型技术分为3DP 技术、FDM熔融层积成型技术、SLA立体平版印刷技术、SLS选区激光烧结、DLP激光成型技术和UV紫外线成型技术等。
  3DP技术:3DP全称Three Dimensional Printing(三维打印)。这才是真正的3D打印!因为这种技术和平面打印非常相似,连打印头都是直接用平面打印机的。和SLS类似,这个技术的原料也是粉末状的。典型的3DP打印机有两个箱体。如上图所示,左边为储粉缸,右边为成型缸。打印时,左边会上升一层(一般为0.1mm),右边会下降一层,滚粉辊把粉末从储粉缸带到成型缸,铺上厚度为0.1mm的粉末。打印机头根据电脑数据把液体打印到粉末上。(平面打印机的Y轴是纸在动,而3DP的Y轴是打印头在动)液体要么是粘合剂要么是水(用于激活粉末中粉状粘合剂)。
  FDM熔融层积成型技术:FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化,同时三维喷头在计算机的控制下,根据截面轮廓信息,将材料选择性地涂敷在工作台上,快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后,机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层,直至形成整个实体造型。其成型材料种类多,成型件强度高、精度较高,主要适用于成型小塑料件。
  SLA立体平版印刷技术:SLA全称Stereolithography(立体印刷术)。它用激光选择性地让需要成型的液态光敏树脂发生聚合反应变硬,从而造型。SLA有两大类,一种是Objet为代表的,从下到上打印的。另一种是FormLabs为代表的,从上往下打印的。
  SLS选区激光烧结技术:SLS全称Selective Laser Sintering(选择性激光烧结)。和SLA类似,SLS使用激光。和SLA不同的是,SLS用的不是液态的光敏树脂,而是粉末。激光的能量让粉末产生高温和相邻的粉末发生烧结反应连接在一起。
  DLP激光成型技术:DLP激光成型技术和SLA立体平版印刷技术比较相似,不过它是使用高分辨率的数字光处理器(DLP)投影仪来固化液态光聚合物,逐层的进行光固化,由于每层固化时通过幻灯片似的片状固化,因此速度比同类型的SLA立体平版印刷技术速度更快。该技术成型精度高,在材料属性、细节和表面光洁度方面可匹敌注塑成型的耐用塑料部件。
  UV紫外线成型技术:UV紫外线成型技术和SLA立体平版印刷技术比较相似类似,不同的是它利用UV紫外线照射液态光敏树脂,一层一层由下而上堆栈成型,成型的过程中没有噪音产生,在同类技术中成型的精度最高,通常应用于精度要求高的珠宝和手机外壳等行业。
  每一种添加性制造技术的具体原理都不一样,但是主要都是想办法根据电脑数据制造出一层东西,然后在这层东西上面再制造一层东西,如此类推,直至制造出整个立体模型。
  主要特点是成品结构复杂性几乎不受限制。
  目前主要用于航空工业、汽车工业、专业设计(产品设计和建筑设计的模型制造)、外科(量身定做的矫正牙套、假牙、助听器)等等。
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3D打印来了!图样进去衣服出来 钱包首饰都能打印
图形 徐侨唯 制
  你是否能想象到,玻璃杯、礼帽、首饰等物品通过一台打印机就能制作出来?记者昨日采访获悉,这种神奇的打印机已现身重庆,到目前,国内专业从事3D打印机代理和销售的公司超过10家。而在欧美,一场由3D打印机带来的革命正在如火如荼地展开,它让所有行业的创新者疯狂。无论是科技狂人、艺术天才,还是医学专家、创意达人都对它痴迷不已。在他们眼中,3D打印机不仅是一个新潮的技术发明,而是一场堪比互联网的产业革命。而这一技术的背后,也隐藏着全新而巨大的商机。
  现象  
  画张图纸个性化“打印”衣服
  “如今,您想要打印钱包、首饰已然成为可能,在市民消费领域,3D打印说起来很简单。”我市首位购买并使用3D打印机的某公司工程师魏秉铎介绍说,通过计算机把3D图像传输到打印机里,将“墨水”一片一片打印,然后叠加在一起,形成一个立体的物品。3D打印机所用的“墨水”与传统打印机大不一样,它打印的介质可以是塑料、金属、陶瓷、橡胶、食品,甚至是活体组织。从理论上讲,它能打印一切固态的物体,比如玩具、服装、飞机和骨骼。这是一个可怕的转变,它将使得几乎所有的固态物体可以DIY。
  “试想一下,你想买个杯子,不用出门,不用上网,只要有图纸,就能直接在家里通过打印机打印出来使用;你需要一件个性化的衣服,自己设计图纸,然后通过打印机直接打印出来,这是一种多么具备诱惑力的生活方式?”中投顾问高级研究员薛胜文介绍说,这背后,才是最大的商机所在,而对于目前在从事或者有志于从事3D打印机产业的商家而言,也提出了更大的机会和挑战。
  技术  
  堪称工业革命的3D打印技术
  “简单地说,3D打印机的技术原理与普通打印机基本相同,打印机与电脑连接后,通过电脑控制,最终把计算机上的蓝图变成实物。”重庆某科技公司工程师魏秉铎介绍说。
  魏秉铎介绍,在一件产品投产前,商家总会花费很大的精力和财力,去制作模型和样品,但有了3D打印机后,商家完全可以花费很少成本,在短时间内快速解决样品制作问题。“这背后藏着很大的商机,也是我购置3D打印机的初衷。”魏秉铎说。
  作为3D打印机的发源地,2009年至今,3D打印市场份额在北美和欧洲急剧增长。据英国《经济学家》周刊描述“3D打印技术市场潜力巨大,势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、冲压机、制模机等传统工具,改由更加灵巧的电脑软件主宰——这便是第三次工业革命的标志”,其随文公布的数据也显示,目前3D打印技术在北美和欧洲的市场销售额达17亿美元,且有望在2015年前升至37亿美元。
  “尽管这样的表述就目前实际情况而言,还略显夸张,但毫无疑问的是,3D打印机会成为越来越多企业的必需品。”魏秉铎预言。
  特色  
  3D打印满足更多个性化需求
  “更大的商业潜力还来自于个性化定制市场。”中投顾问高级研究员薛胜文介绍说,定制化的商业模式,在各种传统商业领域并不鲜见。随着个性化需求的与日俱增,“定制化服务”已不再局限于一个玻璃杯、一件衣服等传统小物件上,伴随“定制化”概念的兴起,IT、家居、服装等领域也开始“量身定做”。不久前,中国电信旗下Lifepad的生产商宣布,将推出适用于不同行业的定制平板电脑。如为物流行业定制生产的平板电脑里,货仓管理等应用就会被放在主界面上。
  “之前,我们在服务家装客户时,会在网上先将设计思路做成3D效果图,呈现给客户,再根据客户的需求,进行修改,最终为客户提供全方位的家装定制服务,但考虑到制模的昂贵成本,尽管很多客户存在这方面的需求,但我们也是心有余而力不足。”重庆某家装公司经理李强说。但就在几个月前,他听说3D打印机后,通过这一产品,可以省时、省钱、省力地将设计思路制作成模型,无疑将直接提升公司的竞争力,现在他正在联系销售公司购置一台。
  “随着3D打印技术的成熟和普及,除了传统需要制模的机械制造业之外,个性化定制市场无疑将是最大的受益者。”魏秉铎坦言。美国“3D系统”公司首席执行官阿贝·雷琴塔尔接受采访时说:“利用3D打印技术,顾客可以买到绝对个性化的产品,汽车公司能为你量身定制新车,车身上有你的姓名,坐椅符合你的体型等”
  薛胜文介绍,3D打印机的出现,将彻底打破之前定制品厂商在生产成本、人力、时间等方面的局限,通过更少的成本满足更多个性化的需求。尽管目前尚无机构出台相关数据,但无论如何,哪怕是从降低成本的角度出发,对于广大从事产品定制化服务的商家而言,都是极大的福音。
  未来  
  机械制造领域市场潜力巨大
  在美国市场上,作为3D打印技术的发明者和领头羊,“3D系统”公司的财报显示,其去年收益为2.3亿美元,比前年增长四成多。另外两家3D打印公司Stratasys和3D Systems,也创造着每年近两亿美元的市场营收。来自路透社公开报道显示,不少世界五百强企业也成为他们的客户。但在中国市场上,记者根据网上资料粗略统计,目前从事3D打印机专业生产和销售的公司仅数十家。
  “我们从2009年开始从事3D打印机研发和销售的。”杭州某科技公司市场部主管吴云介绍说,彼时3D打印机在国内尚未出现。最开始他们是做国外产品的代理,后来才开始推出销售自己研发的产品,而在过去两年,产品销量也从最初的每月一两台,增长至每月销量上百台。
  “客户主要还是以企业为主,尤其是涉及到机械制造和创意产品制造领域的企业,其中不乏重庆企业的身影。”吴云还介绍说,前不久重庆一小商品制造商刚向其订购了一台3D打印机。由于目前的打印机只能打印出一些体积较小的产品和模型,所以每台价格并不高,在5000元至3万元之间。
  某科技公司董事会秘书黄贤清介绍,尽管目前公司3D打印机的销售量还不是很大,不过却比去年增加了80%,公司明年整体销售额有望达到近亿元。目前公司客户已有不少知名企业。
  不过有专家指出,由于目前3D打印技术在耗材、精度等方面的技术,尚未达到十分成熟的程度,再加上动辄上万元的售价,这一产品并未大规模推广到市民消费领域。在他看来,一旦后期耗材、售价等方面的问题解决之后,3D打印机将和电视、电冰箱、电脑等一样,逐渐成为常规家庭配置。
  新闻链接
  3D打印已在国外兴起
  2010年3月,一位名为恩里科·迪尼的美国发明家设计出了可以打印完整建筑等大型模型的3D打印机。2011年3月,英国一名科学家设计出一款名为Airbike的自行车,并用打印机一次成型地打印出车轮、轴承和车轴。几乎与此同时,美国康乃尔大学一位教授带领他的学生,在实验室里用一台打印机,打印出一块有草莓酱的巧克力蛋糕;4个月后,英国南安普顿大学一位教授和他的团队,打印了一台最高飞行时速100英里的电控飞行器。哈佛大学医学院的研究人员则几乎在同一时间宣布,开发出了一台可以进行生物打印的设备。
  2011年6月,美国总统奥巴马宣布一项新政策,并向3D打印产业支出5亿美元以提升美国在制造业上的领先地位。2011年9月,世界首辆3D打印机制造的汽车现身加拿大温尼伯市。
记者 任忠君 见习记者 衷敬睿
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其实并不神秘,也不是一项崭新的技术,其实3D打印早已在工业应用的领域默默奉献了近三十年。总的来说,物体成型的方式主要有以下四类:减材成型、受压成型、增材成型、生长成型。
减材成型:主要是运用分离技术把多余部分的材料有序地从基体上剔除出去,如传统的车、铣、磨、钻、刨、电火花和激光切割都属于减材成型。受压成型:主要利用材料的可塑性在特定的外力下成型,传统的锻压、铸造、粉末冶金等技术都属于受压成型。受压成型多用于毛坯阶段的模型制作,但也有直接用于工件成型的例子,如精密铸造、精密锻造等净成型均属于受压成型。增材成型:又称堆积成型,主要利用机械、物理、化学等方法通过有序地添加材料而堆积成型的方法。生长成型:指利用材料的活性进行成型的方法,自然界中的生物个体发育属于生长成型。随着活性材料、仿生学、生物化学和生命科学的发展,生长成型技术将得到长足的发展。从狭义上来说主要是指增材成型技术,从成型工艺上看3D打印技术突破了传统成型方法通过快速自动成型系统与计算机数据模型结合,无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的原型,这使得产品的设计生产周几大大缩短,生产成本大幅下降。为了能让大家对3D打印技术有一个更加深刻的理解,下面小编将会为大家介绍几项主流的3D打印技术原理。LOM:分层实体成型工艺分层实体成型工艺(Laminated Object Manufacturing,LOM),这是历史最为悠久的3D打印成型技术,也是最为成熟的3D打印技术之一。LOM技术自1991年问世以来得到迅速的发展。由于分层实体成型多使用纸材、PVC薄膜等材料,价格低廉且成型精度高,因此受到了较为广泛的关注,在产品概念设计可视化、造型设计评估、装配检验、熔模铸造等方面应用广泛。下面我们一起了解一下LOM技术的原理,如图所示为LOM技术的基本原理:
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LOM分层实体成型工艺 (插图由筑梦创造绘制)分层实体成型系统主要包括计算机、数控系统、原材料存储与运送部件、热粘压部件、激光切系统、可升降工作台等部分组成。
其中计算机负责接收和存储成型工件的三维模型数据,这些数据主要是沿模型高度方向提取的一系列截面轮廓。原材料存储与运送部件将把存储在其中的原材料(底面涂有粘合剂的薄膜材料)逐步送至工作台上方。激光切割器将沿着工件截面轮廓线对薄膜进行切割,可升降的工作台能支撑成型的工件,并在每层成型之后降低一个材料厚度以便送进将要进行粘合和切割的新一层材料,最后热粘压部件将会一层一层地把成型区域的薄膜粘合在一起,就这样重复上述的步骤直到工件完全成型。LOM工艺采用的原料价格便宜,因此制作成本极为低廉,其适用于大尺寸工件的成型,成型过程无需设置支撑结构,多余的材料也容易剔除,精度也比较理想。尽管如此,由于LOM技术成型材料的利用率不高,材料浪费严重颇被诟病,又随着新技术的发展LOM工艺将有可能被逐步淘汰(SD300桌面3D打印机揭秘!LOM“减材制造”也有春天?)。SLA:立体光固化成型工艺立体光固化成型工艺(Stereolithography Apparatus,SLA),又称立体光刻成型。该工艺最早由Charles W.Hull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。Charles W.Hull在获得该专利后两年便成立了3D Systems公司并于1988年发布了世界上第一台商用3D打印机SLA-250。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工艺以光敏树脂作为材料,在计算机的控制下紫外激光将对液态的光敏树脂进行扫描从而让其逐层凝固成型,SLA工艺能以简洁且全自动的方式制造出精度极高的几何立体模型。下面我们一起了解一下SLA技术的原理,如图所示为SLA技术的基本原理:
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SLA立体光固化成型工艺 (插图由筑梦创造绘制)液槽中会先盛满液态的光敏树脂,氦—镉激光器或氩离子激光器发射出的紫外激光束在计算机的操纵下按工件的分层截面数据在液态的光敏树脂表面进行逐行逐点扫描,这使扫描区域的树脂薄层产生聚合反应而固化从形成工件的一个薄层。当一层树脂固化完毕后,工作台将下移一个层厚的距离以使在原先固化好的树脂表面上再覆盖一层新的液态树脂,刮板将粘度较大的树脂液面刮平然后再进行下一层的激光扫描固化。因为液态树脂具有高粘性而导致流动性较差,在每层固化之后液面很难在短时间内迅速抚平,这样将会影响到实体的成型精度。采用刮板刮平后所需要的液态树脂将会均匀地涂在上一叠层上,这样经过激光固化后将可以得到较好的精度,也能使成型工件的表面更加光滑平整。新固化的一层将牢固地粘合在前一层上,如此重复直至整个工件层叠完毕,这样最后就能得到一个完整的立体模型。当工件完全成型后,首先需要把工件取出并把多余的树脂清理干净,接着还需要把支撑结构清除掉,最后还需要把工件放到紫外灯下进行二次固化。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。尽管SLA的成型精度高,但成型尺寸也有较大的限制而不适合制作体积庞大的工件,成型过程中伴随的物理变化和化学变化可能会导致工件变形,因此成型工件需要有支撑结构。目前,SLA工艺所支持的材料还相当有限且价格昂贵,液态的光敏树脂具有一定的毒性和气味,材料需要避光保存以防止提前发生聚合反应。SLA成型的成品硬度很低而相对脆弱,小编在一次3D打印体验活动(iCader带您走进中科院探秘3D打印”活动简报:华南地区的3D打印技术产业联盟呼之欲出)中看到了SLA成品触地碎裂的情况。此外,使用SLA成型的模型还需要进行二次固化,后期处理相对复杂。SLS:选择性激光烧结工艺选择性激光烧结工艺(Selective Laser Sintering,SLS),该工艺最早是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于1989年在其硕士论文中提出的,随后C.R.Dechard创立了DTM公司并于1992年发布了基于SLS技术的工业级商用3D打印机Sinterstation。二十年多年来奥斯汀分校和DTM公司在SLS工艺领域投入了大量的研究工作,在设备研制和工艺、材料开发上都取得了丰硕的成果。德国的EOS公司针对SLS工艺也进行了大量的研究工作并且已开发出一系列的工业级SLS快速成型设备,在2012年的欧洲模具展上EOS公司研发的3D打印设备大放异彩。在国内也有许多科研单位开展了对SLS工艺的研究,如南京航空航天大学、中北大学、华中科技大学、武汉滨湖机电产业有限公司、北京隆源自动成型有限公司、湖南华曙高科等。SLS工艺使用的是粉末状材料,激光器在计算机的操控下对粉末进行扫描照射而实现材料的烧结粘合,就这样材料层层堆积实现成型,如图所示为SLS的成型原理:
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SLS选择性激光烧结工艺&&(插图由筑梦创造绘制)选择性激光烧结加工的过程先采用压辊将一层粉末平铺到已成型工件的上表面,数控系统操控激光束按照该层截面轮廓在粉层上进行扫描照射而使粉末的温度升至熔化点,从而进行烧结并于下面已成型的部分实现粘合。当一层截面烧结完后工作台将下降一个层厚,这时压辊又会均匀地在上面铺上一层粉末并开始新一层截面的烧结,如此反复操作直接工件完全成型。在成型的过程中,未经烧结的粉末对模型的空腔和悬臂起着支撑的作用,因此SLS成型的工件不需要像SLA成型的工件那样需要支撑结构。SLS工艺使用的材料与SLA相比相对丰富些,主要有石蜡、聚碳酸酯、尼龙、纤细尼龙、合成尼龙、甚至还可以是金属。当工件完全成型并完全冷却后,工作台将上升至原来的高度,此时需要把工件取出使用刷子或压缩空气把模型表层的粉末去掉。
SLS工艺支持多种材料,成型工件无需支撑结构,而且材料利用率较高。尽管这样SLS设备的价格和材料价格仍然十分昂贵,烧结前材料需要预热,烧结过程中材料会挥发出异味,设备工作环境要求相对苛刻。FDM:熔融沉积成型工艺熔融沉积成型工艺(Fused Deposition Modeling,FDM)是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术。该技术由Scott Crump于1988年发明,随后Scott Crump创立了Stratasys公司。1992年,Stratasys公司推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者(3D Modeler)”,这也标志着FDM技术步入商用阶段。国内的清华大学、北京大学、北京殷华公司、中科院广州电子技术有限公司都是较早引进FDM技术并进行研究的科研单位。FDM工艺无需激光系统的支持,所用的成型材料也相对低廉,总体性价比高,这也是众多开源桌面3D打印机主要采用的技术方案。熔融沉积有时候又被称为熔丝沉积,它将丝状的热熔性材料进行加热融化,通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来。喷头可以沿X轴的方向进行移动,工作台则沿Y轴和Z轴方向移动(当然不同的设备其机械结构的设计也许不一样),熔融的丝材被挤出后随即会和前一层材料粘合在一起。一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度,然后重复以上的步骤直到工件完全成型。下面我们一起来看看FDM的详细技术原理:
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FDM熔融沉积成型工艺(插图由筑梦创造绘制)热熔性丝材(通常为ABS或PLA材料)先被缠绕在供料辊上,由步进电机驱动辊子旋转,丝材在主动辊与从动辊的摩擦力作用下向挤出机喷头送出。在供料辊和喷头之间有一导向套,导向套采用低摩擦力材料制成以便丝材能够顺利准确地由供料辊送到喷头的内腔。喷头的上方有电阻丝式加热器,在加热器的作用下丝材被加热到熔融状态,然后通过挤出机把材料挤压到工作台上,材料冷却后便形形成了工件的截面轮廓。采用FDM工艺制作具有悬空结构的工件原型时需要有支撑结构的支持,为了节省材料成本和提高成型的效率,新型的FDM设备会采用了双喷头的设计,一个喷头负责挤出成型材料,另外一个喷头负责挤出支撑材料。一般来说,用于成型的材料丝相对更精细一些,而且价格较高,沉积效率也较低。用于制作支撑材料的丝材会相对较粗一些,而且成本较低,但沉积效率会更高些。支撑材料一般会选用水溶性材料或比成型材料熔点低的材料,这样在后期处理时通过物理或化学的方式就能很方便地把支撑结构去除干净。 3DP:三维印刷工艺三维印刷工艺(Three-Dimension Printing,3DP),该技术由美国麻省理工大学的Emanual Sachs教授发明于1993年,3DP的工作原理类似于喷墨打印机,是形式上最为贴合“3D打印”概念的成型技术之一。3DP工艺与SLS工艺也有着类似的地方,采用的都是粉末状的材料,如陶瓷、金属、塑料,但与其不同的是3DP使用的粉末并不是通过激光烧结粘合在一起的,而是通过喷头喷射粘合剂将工件的截面“打印”出来并一层层堆积成型的,如图所示为3DP的技术原理:
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3DP三维印刷工艺(插图由筑梦创造绘制)首先设备会把工作槽中的粉末铺平,接着喷头会按照指定的路径将液态粘合剂(如硅胶)喷射在预先粉层上的指定区域中,此后不断重复上述步骤直到工件完全成型后除去模型上多余的粉末材料即可。3DP技术成型速度非常快,适用于制造结构复杂的工件,也适用于制作复合材料或非均匀材质材料的零件。PolyJet:聚合物喷射技术PolyJet聚合物喷射技术是以色列Objet公司于2000年初推出的专利技术,PolyJet技术也是当前最为先进的3D打印技术之一,它的成型原理与3DP有点类似,不过喷射的不是粘合剂而是聚合成型材料,如图所示为PolyJet聚合物喷射系统的结构:
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PolyJet聚合物喷射系统的结构PolyJet的喷射打印头沿X轴方向来回运动,工作原理与喷墨打印机十分类似,不同的是喷头喷射的不是墨水而是光敏聚合物。当光敏聚合材料被喷射到工作台上后,UV紫外光灯将沿着喷头工作的方向发射出UV紫外光对光敏聚合材料进行固化。完成一层的喷射打印和固化后,设备内置的工作台会极其精准地下降一个成型层厚,喷头继续喷射光敏聚合材料进行下一层的打印和固化。就这样一层接一层,直到整个工件打印制作完成。工件成型的过程中将使用两种不同类型的光敏树脂材料,一种是用来生成实际的模型的材料,另一种是类似胶状的用来作为支撑的树脂材料。这种支撑材料由过程控制被精确的添加到复杂成型结构模型的所需位置,例如是一些悬空、凹槽、复杂细节和薄壁等等的结构。当完成整个打印成型过程后,只需要使用Water Jet水枪就可以十分容易地把这些支撑材料去除,而最后留下的是拥有整洁光滑表面的成型工件。使用PolyJet聚合物喷射技术成型的工件精度非常高,最薄层厚能达到16微米。设备提供封闭的成型工作环境,适合于普通的办公室环境。此外,PolyJet技术还支持多种不同性质的材料同时成型,能够制作非常复杂的模型。
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