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实用收藏:全球主流3D打印技术都包括哪些?

实用收藏:全球主流3D打印技术都包括哪些?

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【摘要】:
(1)熔融沉积造型(Fuseddepositionmodeling,FDM)FDM可能是目前应用最广泛的一种工艺,在消费级3D打印机(www.balbebek.com)中得到非常普遍的应用。

(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,在消费级3D打印机(www.balbebek.com)中得到非常普遍的应用。

FDM加热头把热熔性材料(塑料、树脂、尼龙、蜡等)加热到临界状态,使其呈现半流体状态,然后加热头会按照GCODE格式文件规定的轨迹运动,将半流动状态的材料挤压出来,被挤压出来的材料瞬时凝固,形成有轮廓形状的薄层。

弘瑞3D打印机打印的花瓶

FDM技术桌面级3D打印机主要以ABS和PLA为材料。

ABS强度较高,但是有毒性,使用ABS打印模型时容易产生异味,必须拥有良好的通风环境。此外,ABS热收缩性较大,影响成品精度;

PLA是一种生物可分解塑料,无毒性,环保,制作时几乎无味,成品形变也较小,所以目前国内外主流桌面级3D打印机均以PLA为主要材料。

2)光固化立体造型(Stereolithography,SLA

与其它3D打印工艺一样,SLA 光固化设备会在开始“打印”物体前,将物体的三维数字模型切片,然后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应,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。

1984年美国人胡尔研发出第一台快速成形设备,当时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。该工艺的材料基础是能在紫外光照射下产生聚合反应的光敏树脂。

(3)选择性激光烧结技术(Selective Laser Sintering,SLS

激光烧结技术是成型原理最复杂,条件最高,设备及材料成本最高的3D打印技术,也是目前对3D打印技术发展影响最为深远的技术。目前SLS技术的材料可以是尼龙、蜡、陶瓷、金属等粉末,可应用材料的种类越来越多元化。

将一层很薄(亚毫米级)的原料粉未铺在工作台上,待材料预热到接近熔化点后,通过激光束照射,将分层面的二维数据扫描,使粉末熔化,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,根据物体截层厚度升降工作台,铺粉滚轴再次将粉末铺平,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。

SLS激光烧结工艺与SLA 光固化工艺有相似之处,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,材料则由光敏树脂变成了塑料、蜡、陶瓷、金属或其复合物的粉末。

(4)数字光处理Digital Light Processing,DLP

DLP是一种用“光”作为动力的3D打印技术,光照射到液态的光敏树脂(对光很敏感的一种液态材料)上,光敏树脂就会固化,从而成型。DLP使用高分辨率的数字光处理器投影仪,把有轮廓的光,投影到光敏树脂表面,使表面特定区域内的一层树脂固化,当一层加工结束后,就会生成物体的一个截面;然后平台移动一层,固化层上掩盖另一层液态树脂,在进行第二层投影,第二固化层牢固地粘结在前一固化层上,这样一层层叠加而成三维工件原型。

DLP数字光处理与SLA光固化成型技术相似。不同的是,DLP是一下子可以成型一个面,而SLA只可以成型一个点,故DLP比SLA要快。SLA用特定波长与强度的光聚焦到光固化材料表面,使之按由点到线,由线到面顺序凝固,打印出一层,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面。这样层层叠加而成一个三维实体。

除了以上所介绍,还有3DP三维印刷工艺、以及CLIP 连续液面生产工艺等。