⑴ 第一台桌面级3d打印机所使用的打印技术是
3D打印作为一项新兴技术,对于制造行业来说具有革命性的意义,该技术能够有效缩减产品的开发、设计周期,大大提高工作效率,有效节约企业的运营成本,可以帮助企业在风云变化的市场竞争中站稳脚跟。尤其近年来,随着科学技术的飞速发展,3D打印技术也蓬勃发展,并得到社会各界的广泛关注,各类3D打印技术更是如雨后春笋般涌现,下面大家一起来看看各类比较常见的3D打印技术有何不同以及它们的工作原理又是怎样的。
1、FDM(FusedDeposition Modeling)
FDM即熔融层积技术,利用高温将材料熔化,通过打印头挤出成细丝,在构件平台堆积成型。FDM是比较常见的3D打印技术,通常应用于桌面级3D打印设备,其可使用的材料非常多,除了常规的PLA、ABS等,高强度耐磨损的尼龙、高硬度的碳纤等材料也可以使用。目前几款高精度的准工业级FDM 3D打印机的表现很不错,例如荷兰的Ultimaker FDM3D打印机材料开源,可使用上百种材料,其耐高温的红宝石喷嘴可打印部分工业级材料;Raise 3D打印机的成型尺寸非常大,性价比高;Stratasys F120打印机则是行业内老品牌的新产品,打印质量有保证,价格也较之以往的Stratasys 产品低了很多。
2、SLA(StereoLithography) /LFS(LowForceStereolithography)
即光固化成型技术,指利用紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应,来逐层固化并生成三维实体的成型方式,这类工艺制备的工件尺度精度高,是商业化的最早3D打印技术。
桌面级3D打印机多使用以上二种技术,相对来说性价比更高,容易被中小企业及个人消费者所接受。
下面介绍几个在工业级3D打印机中常用的技术:
1、NPJ(Nano Particle Jetting)
NPJ技术是一种金属3D打印成型技术,与普通的激光3D打印成型相比,其使用的是纳米液态金属,以喷墨的方式沉积成型,打印速度比普通激光打印快5倍,且具有优异的精度和表面粗糙度。
2、SLM(Selective Laser Melting)
SLM即选区激光熔化成型技术,是目前金属3D打印成型中最普遍的技术,采用精细聚焦光斑快速熔化预置金属粉末,直接获得任意形状以及具有完全冶金结合的零件,得到的制作致密度可达99%以上。
3、SLS(Selective Laser Sintering)
SLS即选区激光烧结成型技术,与SLM技术类似,区别是激光功率不同,通常用于高分子聚合物的3D打印成型。
4、LMD(Laser Metal Deposition)
LMD即激光熔覆成型技术,该技术名称繁多,不同的研究机构独立研究并独立命名,常用的名称包括:LENS, DMD, DLF, LRF等,与SLM最大不同在于,其粉末通过喷嘴聚集到工作台面,与激光汇于一点,粉末熔化冷却后获得堆积的熔覆实体。
5、EBM(Electron Beam Melting)
EBM即电子束熔化技术,其工艺过程与SLM非常相似,区别在于,EBM所使用的能量源为电子束。EBM的电子束输出能量通常比SLM的激光输出功率大一个数量级,扫描速度也远高于SLM,因此EBM在构建过程中,需要对造型台整体进行预热,防止成型过程中温度过大而带来较大的残余应力。
6、CLIP(ContinuousLiquid Interface Proction technology)
CLIP即连续液体界面提取技术,CLIP从底部投影,使光敏树脂固化,不需要固化的部分通过控制氧气,形成死区,抑制光固化反应而保持稳定的液态区域,这样就保证了固化的连续性。
7、3DP(Three-DimensionalPrinting)
3DP即三维打印快速成型技术,其与传统二维喷墨打印接近,从喷头喷出粘结剂(彩色粘结剂可以打印出彩色制件),将平台上的粉末粘结成型,通常用采用石膏粉作为成型材料。3DP技术目前主要应用有两个:全彩3D打印及砂模铸造。
8、PolyJet
PolyJet即聚合物喷射技术,其成型原理类似3DP技术,但喷射的不是粘合剂而是光固化树脂,喷射完成后通过紫外光照射固化成型。PolyJet采用阵列式喷头,甚至可以同时喷射不同材料,实现多种材料、多色材料同时打印。
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⑵ 什么是3D打印
3D打印是一种增材制造技术,它利用计算机将需要打印的物体3D模型切割成一系列由下往上向上切割的“薄片”,由3D打印机自底向上堆叠形成三维实体对象,这就是fdm打印机原理。本发明无需用传统的刀具和模具,就能完成复杂结构的制造,简化生产工序,缩短制造周期。
各种类型的3D打印机工作原理相似,下面给大家举一个最常见的例子——fdm打印机原理如下:
1.打印对象的三维模型化,生成STL文件,同时对STL文件进行切片;
2.利用切片软件获得打印的最外层走线路径,进行走线填充;
3.走线路径以G-Code文件的形式保存,打印机根据文件中的G代码指令逐层打印;
4.由于粘着粘性,打印材料在层间处于熔化状态,在需要打印的模型中堆积。
按照成型技术对3D打印进行分类:
熔融沉积法(FDM),fdm打印机原理是由PLA、ABS等热塑性材料经加工头加热挤压,在计算机的控制下逐层堆叠,最终获得三维成形的三维零件。这项技术最为普遍,技术成熟,可进行彩色打印,绿色环保,成本低廉。其缺点是打印精度不高(成型精度在0.1mm-0.5mm之间),成形效率低。FDM技术打印机由于受到重力的影响,在打印悬空物体时容易出现误差和变形,需增加支承结构。支承结构去除不当,会在造型上留下痕迹,影响美观。
光固化成型,是一种采用紫外激光逐层扫描液体感光聚合物,使液体材料固化,逐步堆积成形,实现零件制造。该工艺可加工出结构复杂、速度快、精度高、材料利用率高,缺点是材料品种少、成本高,在光敏树脂配方中会使用有毒有害化合物,在固化前会有刺激性气味,需要通风和保护。还有一点很重要,光固化3D打印技术也需要支持结构。此外,也有其它类型的3D打印机,如DLP数字光处理打印机、3DP粉体粘合打印机、CLIP连续液面打印机,这里就不一一介绍了。