⑴ 第一台桌面級3d列印機所使用的列印技術是
3D列印作為一項新興技術,對於製造行業來說具有革命性的意義,該技術能夠有效縮減產品的開發、設計周期,大大提高工作效率,有效節約企業的運營成本,可以幫助企業在風雲變化的市場競爭中站穩腳跟。尤其近年來,隨著科學技術的飛速發展,3D列印技術也蓬勃發展,並得到社會各界的廣泛關注,各類3D列印技術更是如雨後春筍般涌現,下面大家一起來看看各類比較常見的3D列印技術有何不同以及它們的工作原理又是怎樣的。
1、FDM(FusedDeposition Modeling)
FDM即熔融層積技術,利用高溫將材料熔化,通過列印頭擠出成細絲,在構件平台堆積成型。FDM是比較常見的3D列印技術,通常應用於桌面級3D列印設備,其可使用的材料非常多,除了常規的PLA、ABS等,高強度耐磨損的尼龍、高硬度的碳纖等材料也可以使用。目前幾款高精度的准工業級FDM 3D列印機的表現很不錯,例如荷蘭的Ultimaker FDM3D列印機材料開源,可使用上百種材料,其耐高溫的紅寶石噴嘴可列印部分工業級材料;Raise 3D列印機的成型尺寸非常大,性價比高;Stratasys F120列印機則是行業內老品牌的新產品,列印質量有保證,價格也較之以往的Stratasys 產品低了很多。
2、SLA(StereoLithography) /LFS(LowForceStereolithography)
即光固化成型技術,指利用紫外光照射液態光敏樹脂發生聚合反應,來逐層固化並生成三維實體的成型方式,這類工藝制備的工件尺度精度高,是商業化的最早3D列印技術。
桌面級3D列印機多使用以上二種技術,相對來說性價比更高,容易被中小企業及個人消費者所接受。
下面介紹幾個在工業級3D列印機中常用的技術:
1、NPJ(Nano Particle Jetting)
NPJ技術是一種金屬3D列印成型技術,與普通的激光3D列印成型相比,其使用的是納米液態金屬,以噴墨的方式沉積成型,列印速度比普通激光列印快5倍,且具有優異的精度和表面粗糙度。
2、SLM(Selective Laser Melting)
SLM即選區激光熔化成型技術,是目前金屬3D列印成型中最普遍的技術,採用精細聚焦光斑快速熔化預置金屬粉末,直接獲得任意形狀以及具有完全冶金結合的零件,得到的製作緻密度可達99%以上。
3、SLS(Selective Laser Sintering)
SLS即選區激光燒結成型技術,與SLM技術類似,區別是激光功率不同,通常用於高分子聚合物的3D列印成型。
4、LMD(Laser Metal Deposition)
LMD即激光熔覆成型技術,該技術名稱繁多,不同的研究機構獨立研究並獨立命名,常用的名稱包括:LENS, DMD, DLF, LRF等,與SLM最大不同在於,其粉末通過噴嘴聚集到工作檯面,與激光匯於一點,粉末熔化冷卻後獲得堆積的熔覆實體。
5、EBM(Electron Beam Melting)
EBM即電子束熔化技術,其工藝過程與SLM非常相似,區別在於,EBM所使用的能量源為電子束。EBM的電子束輸出能量通常比SLM的激光輸出功率大一個數量級,掃描速度也遠高於SLM,因此EBM在構建過程中,需要對造型台整體進行預熱,防止成型過程中溫度過大而帶來較大的殘余應力。
6、CLIP(ContinuousLiquid Interface Proction technology)
CLIP即連續液體界面提取技術,CLIP從底部投影,使光敏樹脂固化,不需要固化的部分通過控制氧氣,形成死區,抑制光固化反應而保持穩定的液態區域,這樣就保證了固化的連續性。
7、3DP(Three-DimensionalPrinting)
3DP即三維列印快速成型技術,其與傳統二維噴墨列印接近,從噴頭噴出粘結劑(彩色粘結劑可以列印出彩色製件),將平台上的粉末粘結成型,通常用採用石膏粉作為成型材料。3DP技術目前主要應用有兩個:全彩3D列印及砂模鑄造。
8、PolyJet
PolyJet即聚合物噴射技術,其成型原理類似3DP技術,但噴射的不是粘合劑而是光固化樹脂,噴射完成後通過紫外光照射固化成型。PolyJet採用陣列式噴頭,甚至可以同時噴射不同材料,實現多種材料、多色材料同時列印。
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⑵ 什麼是3D列印
3D列印是一種增材製造技術,它利用計算機將需要列印的物體3D模型切割成一系列由下往上向上切割的「薄片」,由3D列印機自底向上堆疊形成三維實體對象,這就是fdm列印機原理。本發明無需用傳統的刀具和模具,就能完成復雜結構的製造,簡化生產工序,縮短製造周期。
各種類型的3D列印機工作原理相似,下面給大家舉一個最常見的例子——fdm列印機原理如下:
1.列印對象的三維模型化,生成STL文件,同時對STL文件進行切片;
2.利用切片軟體獲得列印的最外層走線路徑,進行走線填充;
3.走線路徑以G-Code文件的形式保存,列印機根據文件中的G代碼指令逐層列印;
4.由於粘著粘性,列印材料在層間處於熔化狀態,在需要列印的模型中堆積。
按照成型技術對3D列印進行分類:
熔融沉積法(FDM),fdm列印機原理是由PLA、ABS等熱塑性材料經加工頭加熱擠壓,在計算機的控制下逐層堆疊,最終獲得三維成形的三維零件。這項技術最為普遍,技術成熟,可進行彩色列印,綠色環保,成本低廉。其缺點是列印精度不高(成型精度在0.1mm-0.5mm之間),成形效率低。FDM技術列印機由於受到重力的影響,在列印懸空物體時容易出現誤差和變形,需增加支承結構。支承結構去除不當,會在造型上留下痕跡,影響美觀。
光固化成型,是一種採用紫外激光逐層掃描液體感光聚合物,使液體材料固化,逐步堆積成形,實現零件製造。該工藝可加工出結構復雜、速度快、精度高、材料利用率高,缺點是材料品種少、成本高,在光敏樹脂配方中會使用有毒有害化合物,在固化前會有刺激性氣味,需要通風和保護。還有一點很重要,光固化3D列印技術也需要支持結構。此外,也有其它類型的3D列印機,如DLP數字光處理列印機、3DP粉體粘合列印機、CLIP連續液面列印機,這里就不一一介紹了。