快速成型与3d打印概念及图解
北京3D打印机分享3D打印与快速成型的区别
北京3D打印机分享3D打印与快速成型的区别相信有很多人都傻傻分不清楚--3D打印与快速成型,至今也没有一篇文章能够全面、完整地对3D打印和快速成型进行解析,让人们真正认识和了解“什么是3D打印?”、“什么是快速成型”?一、定义快速成型的定义:快速成型(RapidPrototyping,简称RP),诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种新型技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
3D打印定义:3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。
它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。
这打印技术称为3D立体打印技术。
目前国内传媒界习惯把快速成型技术叫做“3D打印”或者“三维打印”,显得比较生动形象,但是实际上,“3D打印”或者“三维打印”只是快速成型的一个分支,只能代表部分快速成型工艺。
二、区别3D打印机是快速成型机的简单版本。
损失较少,能力较差。
快速成型是汽车和飞机行业多年来一直使用的常规方法。
一般来说,3D打印机紧凑且小于RP机器。
它们非常适用于办公室。
他们使用更少的能量和更少的空间。
它们被设计用于由尼龙或其他塑料制成的真实物体的低体积再现。
这也意味着3D打印机制造更小的部件。
快速成型机在一侧至少有10英寸的建筑室,3D打印机的侧面不到8英寸。
然而,3D 打印机能够实现快速成型机的所有功能,例如验证和验证设计,创建原型,信息的远程共享等。
因此,3D打印机易于处理并且便于维护。
您可以在市场上购买这些DIY套件,并建立自己。
技术成型及应用1.1 快速成型与打印
神奇的3D打印机
3D打印带来了世界性制造业革命,以前是部件设计完全依赖 于生产工艺能否实现,而3D打印机的出现,将会颠覆这一生 产思路。
学习导览图 模块1
3D打印快速成型技术概述
01
快速成型 与3D打印
02
3D实物的 成型方法
03
3D打印的 主要成型 工艺
04
3D打印材 料
本节 知识点
F 精度不如传统加工
带有扫描功能的手套
电影中打印生肖头像
快速成型技术特点决定了其主要适合于新产品开发、 快速单件及小批量零件制造、复杂形状零件制造、 模具和模型的设计与制造,也适合于难加工材料的 制造、外形设计检查、装配检验和快速反求工程等。
对3D打印的理解
3D打印与快速成型的区别
快速成型包含的技术很多,目前国内传 媒界习惯把快速成型技术叫做“3D打印” 显得比较生动形象。但实际上,狭义的 3D打印只是快速成型的一部分,只能代 表一种快速成型工艺。
3D打印的飞机零部件
用3D打印技术打印的工艺品
3D打印生产与传统生产方式的对比
3D打印的优势:
1.制造复杂物品不增加成本 2.产品多样化不增加成本 3.无需组装 4.交付时间短 5.设计空间无限 6.零技能制造 7.不占空间,便携制造 8.减少废弃副产品 9.材料无限组合 10.精确的实体复制
快速成型(RP)概念理解
快速成型的 工艺方法
快速成型技术的主要工艺方法有: • 光固化快速成型工艺 • 叠层实体制造成型工艺 • 选择性激光烧结成型工艺 • 熔融沉积制造工艺 • 三维印刷成型工艺
……
快速成型技术的特点
A 自由成型制造
B 制造效率快
C 由CAD模型直接驱动
机械制造中的3D打印与快速成型技术
机械制造中的3D打印与快速成型技术近年来,随着科学技术的不断发展,3D打印与快速成型技术逐渐在机械制造领域中得到应用。
该技术不仅提高了产品设计制造的效率和质量,还带来了创新和变革。
本文将介绍机械制造中的3D打印与快速成型技术,并探讨其在行业中的应用和未来发展前景。
1. 3D打印技术的基本原理3D打印技术是一种通过逐层堆积材料来制造物体的技术。
它基于计算机辅助设计(CAD)模型,通过分层制造来实现物体的三维构建。
该技术主要包括三个步骤:建模、切片和打印。
首先,用户使用CAD软件进行产品的设计与建模。
然后,将产品模型切片,生成一层层的制造路径。
最后,将材料逐层堆积,通过打印头进行熔融或固化,最终形成所需的产品。
2. 3D打印技术在机械制造中的应用2.1 快速原型制造3D打印技术能够快速创建产品的物理样本,具有快速制造的特点。
在产品开发的早期阶段,制造一个原型用于验证设计的可行性和功能性是非常重要的。
传统的制造方法通常需要较长的时间和高昂的成本,而3D打印技术能够快速制造出高质量的原型,并提供更多的设计自由度。
2.2 制造复杂结构传统的机械制造技术在制造复杂结构时常常面临许多困难,例如复杂空腔、内外复杂形状等。
而3D打印技术通过逐层构建的方式可以轻松制造出具有复杂结构的产品,实现了传统制造方法难以达到的设计要求。
2.3 节约材料和能源3D打印技术是一种减少浪费的制造方法。
与传统的制造方法相比,它只使用所需的材料,并且不需要进行大规模加工或切割。
这种精确控制材料使用量的能力使得能源消耗大大减少,并且可以降低材料的成本。
3. 快速成型技术在机械制造中的应用3.1 精密铸造快速成型技术在机械制造中的一个重要应用是精密铸造。
通过选择合适的铸造材料,通过快速成型技术可以制造出具有复杂内部结构和精密外形的铸件。
与传统的铸造方法相比,快速成型技术不需要制造模具,节省了时间和成本,并且可以实现更高的精度。
3.2 模具制造快速成型技术还可以用于制造模具。
快速成型技术与三维打印技术的区别
快速成型技术与三维打印技术的区别快速成型技术(rapid prototyping,简称RP)又称快速原型制造技术,是近年来发展起来的一种先进制造技术。
快速成型技术20世纪80年代起源于美国,很快发展到日本和欧洲,是近年来制造技术领域的一次重大突破。
快速成型是一种基于离散堆积成型思想的数字化成型技术;是CAD、数控技术、激光技术以及材料科学与工程的技术集成。
它可以自动、快速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零部件,从而可对产品设计进行快速评价、修改,以响应市场需求,提高企业的竞争能力。
RP将CAD、CAM、CNC、精密伺服驱动、光电子和新材料等先进技术集于一体,依据由CAD构造的产品三维模型,对其进行分层切片,得到各层截面的轮廓。
按照这些轮廓,激光束选择性地喷射,固化一层层液态树脂(或切割一层层的纸,或烧结一层层的粉末材料),或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料等,形成各截面,逐步叠加成三维产品。
它将一个复杂的三维加工简化成一系列二维加工的组合.快速原型技术突破了“毛坯→切削加工→成品”的传统的零件加工模式,开创了不用刀具制作零件的先河,是一种前所未有的薄层迭加的加工方法。
与传统的切削加工方法相比,快速原型加工具有以下优点:(1)可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的零件,如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等,大大降低了新产品的开发成本和开发周期。
(2)属非接触加工,不需要机床切削加工所必需的刀具和夹具,无刀具磨损和切削力影响。
(3)无振动、噪声和切削废料。
(4)可实现夜间完全自动化生产。
(5)加工效率高,能快速制作出产品实体模型及模具。
RPM技术的具体工艺不下30余种,最为成熟的以下四种:1 立体印刷(SLA-Stereolithgraphy Apparatus)将激光聚焦到液态固化液态材料(如光固化树脂)表面,令其有规律地固化,由占到线,到面,完成一个层面的建造;而后升降平台,移动一个层片厚度的距离,重新覆盖一层液态材料,再建造一个层,由此层层迭加,成为一个三维实件(如图1所示)。
快速成型技术3D打印
3D打印的应用
Urbee的生产车间是RedEye,世界上第一款3D打 印机摩托车原型也诞生于此。Kor说3D打印的一 个优势是具有其他片状金属材料所不具备的灵活 性和可塑性。传统的汽车制造是生产出各部分然 后再组装到一起,3D打印机能打印出单个的、一 体式的汽车车身,再将其他部件填充进去。据称, 新版本3D汽车需要50个零部件左右,而一辆标准 设计的汽车需要成百上千的零部件。
3D打印的应用
1、3D打印在医学中的应用 科学家们正在利用3D打印机制造诸如皮肤、肌肉和血管片
段等简单的活体组织,很有可能将有一天我们能够制造出 像肾脏、肝脏甚至心脏这样的大型人体器官。如 果生物打 印机能够使用病人自身的干细胞,那么器官移植后的排异 反应将会减少。
3D打印的应用
2、3D打印在工业中的应用 首先3D打印技术可以加工传统方法难以制造的零件。过去
3D打印机
3D打印机
3D打印的缺陷
1、材料的限制 仔细观察你周围的一些物品和设备,你就会发现3D打印的
第一个绊脚石,那就是所需材料的限制。虽然高端工业印 刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印,但目前无法实 现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外,现在的打印 机也还没有达到成熟的水平,无法支持我们在日常生活中 所接触到的各种各样的材料。 研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展,但 除非这些进展达到成熟并有效,否则材料依然会是3D打印 的一大障碍。
3D打印的缺陷
3、知识产权的忧虑 在过去的几十年里,音乐、电影和电视产业中对知识
产权的关注变得越来越多。3D打印技术毫无疑问也会涉及 到这一问题,因为现实中的很多东西都会得到更加广泛的 传播。人们可以随意复制任何东西,并且数量不限。如何 制定3D打印的法律法规用来保护知识产权,也是我们面临 的问题之一,否则就会出现泛滥的现象。
快速成型与3d打印概念及图解
快速成型与3d打印概念及图解[扫盲]到底3D打印是什么?别被忽悠了! 关于3D打印的信息突然开始铺天盖地起来,似乎万能机器就要实现,第三次工业革命就快到来。
但是事实往往是比较赤裸裸的。
现在风靡的3D打印风其实是在炒几十年前的冷饭了。
现在媒体提到的3D打印概念其实大部分已经超出了3D打印概念,而将大多数快速样品技术都囊括其中。
例如SLA,光固化,SLS,激光烧结,FDM,熔融沉积,,这些技术事实上是工业行业用了几十年的快速成型技术,RP,,而真正的3DP,三维印刷,实则是与指在粉末床上用近似普通打印机的机构进行打印,幵涂层胶水粘结粉末,而不是将材料融化粘合。
下文我会对每一种技术做个介绍,到时你会发现原来现在流行的Makerbot不是3D打印机。
原来打印金属材料的根本不能叫做打印。
来看看吧:SLA,Stereo Lithography Apperance) 光固化立体造型技术自1984年的第一台快速成形設備即採用了光固化立體造型的工藝,現在的快速成型設備中,以SLA的研究最為深入,運用也最為廣泛。
該技術以光敏樹脂的聚合反應為基礎。
在計算機控制下的紫外雷射,沿著零件各分層截面輪廓,對液態樹脂進行逐點掃描,使被掃描的樹脂薄層產生聚合反應,由點逐漸形成線,最終形成零件的一個薄層的固化截面,而未被掃描到的樹脂保持原來的液態。
當一層固化完畢,升降工作台秱動一個層片厚度的距離,在上一層已經固化的樹脂表面再覆蓋一層新的液態樹脂,用以進行再一次的掃描固化。
新固化的一層牢固地粘合在前一層上,如此循環往複,直到整個零件原型製造完畢。
這種方法的特點是有較高的精度和較好的表面質量,能製造形狀特別複雜,如空心零件,和特別精細,如工藝品、首飾等,的零件。
还记得那知可爱的小熊记忆棒吗?还有那个Portal夜灯。
它们都是用光固化的工艺制作的。
SLS,Selected Laser Sintering,选择性镭射烧结這種工藝也是以雷射器為能量源,通過紅外雷射束使塑料、蠟、陶瓷、金屬戒其複合物的粉末均勻地燒結在加工平面上。
3D打印快速成型解析
视 频
part 4
3D打印产品欣赏
3D打印产品举例
3D打印的第一把手枪
3D打印的相机
3D打印的汽车
3D矿石打印
已蔗糖为原料3D打印的食物
最后
请欣赏视频
激光烧结技术(PolyJet)
PolyJet 3D 打印与喷墨文件打印类 似。但 PolyJet 3D打印机并非在纸张上 喷射墨滴,而是将液体光聚合物层喷 射到托盘上然后用紫外线将其固化。 一次构建一层,直至创建一个 3D 模型 或原型。可处理和立即使用完全固化 的模型,无需额外进行后续固化。3D 打印机还会将特别设计的凝胶类支撑 材料与所选的模型材料一起喷射,以 支撑悬垂和复杂的几何图形。可用手 和用水轻松将其除去。
科技改变生活——3D快速成型
成型132 李兵 胡喆 潘国 龙勇波 杨洪
2018/10/10
1
是什么
2
为什么
目录
ห้องสมุดไป่ตู้
怎么做
做什么
4
3
part 1
什么是3D快速成型
35秒让你明白什么是3D快速成型技术
3D快速成型技术
3D快速成型技术又称3D打印技术、 三维打印技术,是指通过可以“打印”出 真实物体的3D打印机,采用分层加工、迭 加成形的方式逐层增加材料来生成3D实体 。3D打印技术最突出的优点是无需机械加 工或模具,就能直接从计算机图形数据中 生成任何形状的物体,从而极大地缩短产 品的研制周期,提高生产率和降低生产成 本。
视 频
part 3
3D打印过程原理
1
熔积成型技术
激光烧结技术
2
熔积成型技术(FDM)
使用 FDM 技术的3D 打印机通过将热 塑性材料加热到半液体状态并沿计算器控 制的路线进行挤压逐层构造零件。 FDM 使 用两种材料来执行打印作业:用于构成成 品的建模材料和用作支架的支撑材料。材 料丝从 3D 打印机的材料仓送入在 X 和 Y 坐 标上移动的打印头,沈积材料以在基板下 移至 Z 轴前完成每一层,然后开始新一层 。一旦 3D 打印机完成构建,用户可剥除 支撑材料或用特殊溶液将它溶解,然后即 可使用该零件。
《D打印快速成型》PPT课件
part 2
3D打印技术原理
技术原理
3D打印技术是以计算机三维设计模型为蓝本,用 软件将其离散分解成若干层平面切片,然后由数控成 型系统利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末状、液状 或丝状金属、陶瓷、塑料、细胞组织等材料进行逐层 堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品.3D打印机是 3D打印的核心装备,它是集机械、控制及计算机技术 等为一体的复杂机电一体化系统,主要由高精度机械 系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成 .与传统制造业的"减材制造技术"相反,3D打印遵从的
科技改变生活——3D快速成型
成型132 李兵 胡喆 潘国 龙勇波 杨洪
2024/2/1
1
是什么
2
为什么
目录
怎么做
4
做什么
3
part 1
什么是3D快速成型
35秒让你明白什么是3D快速成型技术
3D快速成型技术
3D快速成型技术又称3D打印 技术、三维打印技术,是指通过可 以"打印"出真实物体的3D打印机 ,采用分层加工、迭加成形的方式 逐层增加材料来生成3D实体.3D 打印技术最突出的优点是无需机 械加工或模具,就能直接从计算机 图形数据中生 3D 打印与喷墨文件 打印类似.但 PolyJet 3D打印机 并非在纸张上喷射墨滴,而是 将液体光聚合物层喷射到托 盘上然后用紫外线将其固化. 一次构建一层,直至创建一个 3D 模型或原型.可处理和立即 使用完全固化的模型,无需额 外进行后续固化.3D 打印机还
视频
part 3
3D打印过程原理
1
熔积成型技术
激光烧结技术
2
熔积成型技术〔FDM〕
使用 FDM 技术的3D 打印机 通过将热塑性材料加热到半液体 状态并沿计算器控制的路线进行 挤压逐层构造零件. FDM 使用两 种材料来执行打印作业:用于构 成成品的建模材料和用作支架的 支撑材料.材料丝从 3D 打印机的 材料仓送入在 X 和 Y 坐标上移动 的打印头,沈积材料以在基板下移
3D打印与快速成型和快速制造之间的区别和联系
3D打印与快速成型和快速制造之间的区别和联系当前,3D打印、3D打印机、三维打印、快速成型、快速制造、数字化制造这些名词,如同一股旋风,仿佛一夜之间就在学术界、政界、传媒界、金融界、制造界掀起了巨澜。
然而至今还没有一篇文章能够全面、完整地对这些名词进行解析,让人们真正认识和了解“什么是3D打印”、“什么是快速制造”。
解析一:概念快速成型(Rapid Prototyping,简称RP),诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种新型技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
目前国内传媒界习惯把快速成型技术叫做“3D打印”或者“三维打印”,显得比较生动形象,但是实际上,“3D打印”或者“三维打印”只是快速成型的一个分支,只能代表部分快速成型工艺。
快速制造(Rapid Manufacturing,简称RM),有狭义和广义之分,狭义上是基于激光粉末烧结快速成型技术的全新制造理念,实际上属于RP快速成型技术的其中一个分支,它是指从电子数据直接自动地进行快速的、柔性并具有较低成本的制造方式。
快速制造它与一般的快速成型技术相比,在于可以直接生产最终产品,能够适应从单件产品制造到批量的个性化产品制造;而广义上,RM快速制造可以包括“快速模具”技术和CNC数控加工技术在内,因此可以与RP快速成型技术分庭抗礼,各擅胜场。
国际上喜欢用“Additive Manufacturing”(简称AM)来囊括RP和RM技术,国内翻译为增量制造、增材制造或添加制造。
2009年美国ASTM成立了F42委员会,将AM定义为:“Process of joining mat-erials to make objects from 3d model data, usua-lly layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing methodologies.”即:一种与传统的材料去处加工方法截然相反的,通过增加材料、基于三维CAD模型数据,通常采用逐层制造方式,直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。
3D打印1.3 3D打印的主要成型工艺-
(1)制造工艺 (1)成型材料
简单,柔性度高; 种类多,成型
(2)材料选择 件强度高;
范围广;
(2)精度高,
(3)材料价格 表面质量好,
便宜,成本低; 易于装配;
(4)材料利用 (3)无公害,
率高,成型速度 可在办公室环
快。
境下进行。
1 成型速度 快; 2 成型设备 便宜。
缺点
SLA
LOM
SLS
FDM
叠层实体制造成型原理图
3 选择性激光烧结成型
1 简称:SLS 2 原材料:金属粉末、陶瓷粉末 3 原理:在工作台上均匀铺上一层很薄的金属粉末,激光束在计算机控制下按照 零件分层截面轮廓逐点地进行扫描、烧结。完成一个层面后工作台下降一个层厚, 滚动铺粉机构在以烧结的表面再铺上一层粉末进行下一层烧结。未烧结的粉末保留 在原位置起支撑作用,这个过程重复进行直至完成整个零件的扫描、烧结,去掉多 余的粉末,再进行打磨、烘干等处理后便获得需要的零件。 4 优点:原型件机械性能好,强度高;无需设计和构建支撑;可选材料种类多且 利用率高。 5 缺点:制件表面粗糙,疏松多孔,需要进行后处理;制造成本高
1 简称:LOM 2 原材料:纸、塑料薄膜等 3 原理:先在片材表面事先涂覆上一层热熔胶。加工时,用CO2激光器在计算 机控制下按照CAD分层模型轨迹切割片材,然后通过热压辊热压,使当前层与下 面已成型的工件层黏结,从而堆积成型。 4 优点:原料价格便宜,制作成本低廉,无需支撑结构,多余材料容易剔除, 精度理想。 5 缺点:成型材料利用率不高,材料浪费率。
1 简称:SLA 2 原材料:液态光敏树脂 3 原理:通过计算机控制紫外激光,按预定零件各分层截面的轮廓轨迹对液态树脂 逐点扫描,使被扫描区的树脂薄层产生光聚合(固化)反应,从而形成零件的一个薄 层截面。完成一个扫描区域的液态光敏树脂固化层后,工作台下降一个层厚,使固化 好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,然后重复扫描、固化,新固化的一层牢固粘 接在一层上,如此反复直至完成整个零件的固化成型。
3D打印与快速成型和快速制造之间地区别和联系
3D打印与快速成型和快速制造之间地区别和联系3D打印与快速成型和快速制造之间的区别和联系当前,3D打印、3D打印机、三维打印、快速成型、快速制造、数字化制造这些名词,如同一股旋风,仿佛一夜之间就在学术界、政界、传媒界、金融界、制造界掀起了巨澜。
然而至今还没有一篇文章能够全面、完整地对这些名词进行解析,让人们真正认识和了解“什么是3D打印”、“什么是快速制造”。
解析一:概念快速成型(Rapid Prototyping,简称RP),诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种新型技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
目前国传媒界习惯把快速成型技术叫做“3D打印”或者“三维打印”,显得比较生动形象,但是实际上,“3D打印”或者“三维打印”只是快速成型的一个分支,只能代表部分快速成型工艺。
快速制造(Rapid Manufacturing,简称RM),有狭义和广义之分,狭义上是基于激光粉末烧结快速成型技术的全新制造理念,实际上属于RP快速成型技术的其中一个分支,它是指从电子数据直接自动地进行快速的、柔性并具有较低成本的制造方式。
快速制造它与一般的快速成型技术相比,在于可以直接生产最终产品,能够适应从单件产品制造到批量的个性化产品制造;而广义上,RM快速制造可以包括“快速模具”技术和CNC数控加工技术在,因此可以与RP快速成型技术分庭抗礼,各擅胜场。
国际上喜欢用“Additive Manufacturing”(简称AM)来囊括RP和RM技术,国翻译为增量制造、增材制造或添加制造。
2009年美国ASTM成立了F42委员会,将AM定义为:“Process of joining mat-erials to make objects from 3d model data, usua-lly layerupon layer, as opposed to subtractive manufacturing methodologies.”即:一种与传统的材料去处加工方法截然相反的,通过增加材料、基于三维CAD模型数据,通常采用逐层制造方式,直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。
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[扫盲]到底3D打印是什么?别被忽悠了!
关于3D打印的信息突然开始铺天盖地起来,似乎万能机器就要实现,第三次工业革命就快到来。
但是事实往往是比较赤裸裸的。
现在风靡的3D打印风其实是在炒几十年前的冷饭了。
现在媒体提到的3D打印概念其实大部分已经超出了3D打印概念,而将大多数快速样品技术都囊括其中。
例如SLA(光固化)SLS(激光烧结)FDM(熔融沉积),这些技术事实上是工业行业用了几十年的快速成型技术(RP),而真正的3DP(三维印刷)实则是专指在粉末床上用近似普通打印机的机构进行打印,并涂层胶水粘结粉末,而不是将材料融化粘合。
下文我会对每一种技术做个介绍,到时你会发现原来现在流行的Makerbot不是3D打印机。
原来打印金属材料的根本不能叫做打印。
来看看吧:
SLA(Stereo Lithography Apperance) 光固化立体造型技术
自1984年的第一台快速成形設備即採用了光固化立體造型的工藝,現在的快速成型設備中,以SLA的研究最為深入,運用也最為廣泛。
該技術以光敏樹脂的聚合反應為基礎。
在計算機控制下的紫外雷射,沿著零件各分層截面輪廓,對液態樹脂進行逐點掃
描,使被掃描的樹脂薄層產生聚合反應,由點逐漸形成線,最終形成零件的一個薄層的固化截面,而未被掃描到的樹脂保持原來的液態。
當一層固化完畢,升降工作台移動一個層片厚度的距離,在上一層已經固化的樹脂表面再覆蓋一層新的液態樹脂,用以進行再一次的掃描固化。
新固化的一層牢固地粘合在前一層上,如此循環往複,直到整個零件原型製造完畢。
這種方法的特點是有較高的精度和較好的表面質量,能製造形狀特別複雜(如空心零件)和特別精細(如工藝品、首飾等)的零件。
还记得那知可爱的小熊记忆棒吗?还有那个Portal夜灯。
它们都是用光固化的工艺制作的。
SLS(Selected Laser Sintering)选择性镭射烧结
這種工藝也是以雷射器為能量源,通過紅外雷射束使塑料、蠟、陶瓷、金屬或其複合物的粉末均勻地燒結在加工平面上。
在工作台上均勻鋪上一層很薄(亞毫米級)的粉未作為原料,雷射束在計算機的控制下,通過掃描器以一定的速度和能量密度按分層面的二維數據掃描。
經過雷射束掃描後,相應位置的粉末就燒結成一定厚度的實體片層,未掃描的地方仍然保持鬆散的粉末狀。
這一層掃描完畢,隨後需要對下一層進行掃描。
先根據物體截層厚度而升降工作台,鋪粉滾筒再次將粉末鋪平,可以開始新一層的掃描。
如此反覆,直至掃描完所有層面。
去掉多餘粉末,並經過打磨、烘乾等適當的後處理,即可獲得零件。
目前應用此工藝時,以蠟粉末及塑料粉末作為原料較多,而用金屬粉或陶瓷粉進行粘接或燒結的工藝也已经獲得實用。
EOS是目前最大的SLS设备生产商
还记得那些漂亮的首饰吗?它们就是利用这个技术制造的。
FDM(Fused Deposition Modeling)熔融沉积造型1993年美國Stratasys公司開發出了第一台基於熔融沉積造型的設備。
將CAD模型分為一層層極薄的截面,生成控制FDM噴嘴移動軌跡的二維幾何信息。
FDM加熱頭把熱熔性材料(ABS樹脂、尼龍、蠟等)加熱到臨界狀態,呈現半流體性質,在計算機控制下,沿CAD確定的二維幾何信息運動軌跡,噴頭將半流動狀態的材料擠壓出來,凝固形成輪
廓形狀的薄層。
當一層完畢後,通過垂直升降系統降下新形成層,進行固化。
這樣層層堆積粘結,自下而上形成一個零件的三維實體。
FDM工藝的關鍵是保持材料的半流動性。
這些材料並沒有固定的熔點,需要精確控制其溫度。
现在大红大紫的Makerbot,the Cube,还有个RepRap 它们都属于这类技术!只不过这些机器都是简化版的,其使用的部件都不是工业级别的。
而专业级别的当属FDM的权威Stratasys的产品,例如Mojo,uPrint,Projet系列等。
它们之间的差异主要在于产品精度上,当然它们之间还有非常显著的价格差异!
所以说,现在所有基于Makerbot开源的所谓3D打印设备其实都该称为FDM设备。
3DP(3D Printing)三维打印
三维印刷工艺,也称为三维打印。
1989年,美国麻省理工学院的Emanuel M. Sachs和John S. Haggerty等在美国申请了三维印刷技术的专利,之后Emanuel M. Sachs和John S. Haggerty又多次对该技术进行完善,形成了今天的三维印刷快速成型工艺。
通过这个工艺,在每一层粘结完毕后,成型缸下降一个距离(等于层厚),供粉缸上升一段高度,推出多余粉末,并被铺粉辊推到成型缸,铺平并被压实。
喷头在计算机控制下,按照下一个截面的二维几何信息进行运动,有选择地喷射粘结剂,最终构成层面。
原理和打印机非常相似,即为三维打印这一名称的由来。
铺粉辊铺粉时多余的粉末被粉末收集装置收集。
如此周而复始地送粉、铺粉和喷射粘结剂,最终完成一个三维粉体的粘结,从而生
产制品。
3DP工艺与SLS工艺都是将粉末材料选择性地粘结成为一个整体。
其最大的不同之处在于3DP工艺不用将粉末材料熔融,而是通过喷嘴本身会喷出粘合剂,将这些材料粘合在一起。
Z-Corp的Z Printer是目前最流行的三维印刷机,在建筑业,游戏业,玩具和艺术行业等都有广泛的应用。
小编列了那么多种技术,各位客官有些晕了吧。
其实,很简单,不同的材料需求决定了你能选择哪种技术。
工艺
材料
三维印刷工艺(3D Printing,3DP)
石膏,木材,塑料等
熔融沉积造型(Fused Deposition Modeling,FDM)ABS树脂、聚碳酸酯
选择性激光烧结(Selected Laser Sintering,SLS)
热塑性塑料,金属,陶瓷
光固化立体造型(Stereolithography,SLA)
液态热固性聚合物,弹性体(Elastomer)树脂
那么到底什么才是3D打印呢?狭义的讲,只有表中第一种才是,而广义的从堆层的角度讲,上述4种都是!但是广大3D打印的爱好者必须注意了,目前能够在桌面上运作的所谓Table Factory用的是FDM技术,而它能所用的材料仅限于塑料。
小编之所以要重点提出这点是希望大家明白,那些广受好评的金属类打印作品,全彩色的作品,还有其他材料的例如木质以及陶瓷都不是那台桌面机能做出来的,至少目前不行。
往深一点想,这也是为什么3D打印服务公司会存在的原因。
而所谓的3D打印服务公司其实只是工业中经常用到的快速成型代加工公司!只不过它们把触角从工业延伸到了个人消费者市场!也就是说从前快速成型公司只是面对专业客户或者是公司,帮它们快速制作样品。
现在,快速成型公司也开
始接普通个人的生意了,多亏了所谓3D打印服务公司,个人的作品可以和其他个人的作品放到一块儿同时制造从而降低了样品成本,本质上讲,这叫团做!
你身边有认识的快速成型公司吗?让他们做个好点的网站(例如像Shapeways的)就能转型做3D打印服务公司啦!这是未来趋势哟!抓紧机会吧!。