3D打印机的主要技术平台及优缺点

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3D打印技术的优势与局限性分析

3D打印技术的优势与局限性分析

3D打印技术的优势与局限性分析概述3D打印技术是一种以数字模型为基础,通过逐层添加材料来制造物体的创新制造技术。

它已经在各个领域展示出了巨大的潜力,从汽车制造到医疗领域,都有着广泛的应用。

然而,与其优势相伴随的是一些局限性和挑战。

本文将对3D打印技术的优势和局限性进行分析。

优势1. 制造复杂形状3D打印技术通过逐层添加材料的方式制造物体,能够轻松制造出复杂形状的物品。

相较于传统的制造方法,如铣削、注塑等,3D打印技术可以将设计者的创意变为现实,带来更多创新的可能性。

2. 减少成本传统的制造过程通常需要大量的设备、工具和人力成本。

而3D打印技术可以在单一设备上完成整个制造过程,减少了生产线上的交通和库存成本,并降低了生产过程中的人力需求。

3. 快速生产原型3D打印技术非常适用于快速生产原型。

通过将数字设计文件发送到3D打印机,设计师可以在几小时内获得实物模型。

这种迅速的原型生产过程能够大大加速产品开发周期,有助于企业更快地将新产品推向市场。

4. 客制化生产3D打印技术允许每个物品都可以进行个性化的生产,满足不同客户的需求。

例如,在医疗领域,通过3D打印技术可以制造出适合每个患者特定骨骼结构的定制假体,提高手术成功率。

5. 资源利用效率高与传统的切削制造过程相比,3D打印技术使用的材料仅为所需材料,较少的物料浪费。

这不仅节约了原材料的使用,还减少了废弃物的产生,符合可持续发展的目标。

局限性1. 制造速度较慢与传统的批量生产方式相比,3D打印技术的制造速度较慢。

由于需要逐层添加材料,制造大型物体可能需要数小时甚至数天。

因此,对于需要高产量和紧迫交货期的行业,3D打印技术可能不太适用。

2. 材料选择有限尽管随着技术的进步,3D打印材料的选择正在不断扩大,但目前仍然存在某些限制。

例如,目前可用的金属材料相对较少,而某些特殊材料的使用也受到了限制。

这可能会限制3D打印技术在某些领域(如航空航天)的应用。

3. 文件准确性和软件复杂性3D打印技术依赖于数字设计文件,因此准确性是至关重要的。

3d打印技术的科普

3d打印技术的科普

3D打印技术的科普文章3D打印技术是一种将三维数字模型转化为实体物体的制造技术,它通过逐层叠加材料的方式来构建物体,因此也被称为增材制造。

3D打印技术可以集成材料、结构和功能,具有广泛的应用前景。

本文将介绍3D打印技术的种类、原材料、原理、优缺点、利用率和应用等方面。

3D打印技术的种类根据不同的原理和材料,3D打印技术可以分为以下几种主要类型:- 熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM):这是一种使用热塑性塑料丝作为原材料的3D打印技术,它通过加热并挤出塑料丝,在移动平台上逐层堆叠并固化塑料丝,从而形成所需的物体。

FDM是目前最常见和最便宜的3D打印技术,适用于制作简单的零件或模型。

- 立体光刻(Stereolithography,SLA):这是一种使用光敏树脂液作为原材料的3D打印技术,它通过紫外光激光束在液面上扫描并固化树脂液,在移动平台上逐层堆叠并固化树脂液,从而形成所需的物体。

SLA是最早发明的3D打印技术之一,能够制作出高精度和高质量的零件或模型。

- 选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS):这是一种使用粉末状金属或非金属材料作为原材料的3D打印技术,它通过高温激光束在粉床上扫描并熔化粉末,在移动平台上逐层堆叠并固化粉末,从而形成所需的物体。

SLS能够制作出复杂且强度高的零件或模型。

- 光聚合喷墨(PolyJet):这是一种使用多种颜色和性质的光敏树脂液作为原材料的3D 打印技术,它通过喷墨头在移动平台上喷射并固化树脂液,在移动平台上逐层堆叠并固化树脂液,从而形成所需的物体。

PolyJet能够制作出具有多彩和多材质效果的零件或模型。

- 粘结喷墨(Binder Jetting):这是一种使用粘合剂和粉末状金属或非金属材料作为原材料的3D打印技术,它通过喷墨头在粉床上喷射并黏合粉末,在移动平台上逐层堆叠并黏合粉末。

3D打印技术的优缺点3D打印技术作为一种创新的制造技术,具有许多优点,但也存在一些缺点。

对比FDM和SLA技术,两种3D打印机的工作原理和优缺点

对比FDM和SLA技术,两种3D打印机的工作原理和优缺点

对比FDM和SLA技术,两种3D打印机的工作原理和优缺点3D打印的历史3D打印技术自20世纪70年代开始出现,但最近几年开始成为主流新闻的头条新闻,因为它对全球的产品开发、工程研究和医疗等行业带来了巨大影响。

随着技术的进步,业余爱好者社区已经出现,桌面3D打印机现在可供人们在家中使用。

那么3D打印技术是如何工作的,有哪些区别呢?目前有许多类型的3D打印机,从低成本的即插即用桌面3D打印机到几十万元+的工业级3D打印机器。

较流行的3D打印机有两种技术原理类型:熔融沉积建模(FDM)和立体光刻(SLA)。

虽然它们都用于从3D模型制作,但两种技术的工作原理完全不同。

让我们看看FDM和SLA 3D打印机的主要不同之处。

FDM技术FDM代表熔融沉积建模,它简单地表示材料沉积在单个层中,这些层堆叠融合在一起以创建3D模型。

FDM 3D打印机运作流程:将3D模型文件(通常为.STL或.OBJ)导入到称为切片器的程序中。

该程序将对象“切片”为单层,并创建切片文件,告诉打印机移动的位置,并控制打印速度和温度等参数。

将切片文件发送到FDM机器印刷喷嘴加热并熔化塑料丝并通过喷嘴挤出3D模型是逐层构建的,每个连续的图层在其下方的图层之上融合,直到整个模型完成FDM的优缺点FDM打印是家庭使用的最流行的3D打印形式之一。

FDM 3D打印机结构很简单,能够以合理的价格范围存在,通常在1000元到5000元之间。

虽然它们需要大量的修补和校准才能以进行打印,但FDM打印机可以生产出具有适度细节和强度的模型。

FDM打印机制作的模型细节和表面光洁度较粗糙,因此对于更精细的模型制作以及产品开发用的精密原型制作,SLA光固化3D打印机会是更好的选择。

SLA技术立体光刻(SLA)印刷最早是在20世纪80年代发明的,其工作原理是用光固化树脂。

光通过称为光聚合的过程固化液态树脂并逐层构建物体。

目前,SLA是非常准确的3D打印技术之一。

SLA技术有两种主要类型:基于激光(通常缩写为SLA)或基于投影(缩写为DLP用于数字光投影)。

3D打印技术的种类

3D打印技术的种类

3D打印技术的种类3d打印几种主流快速成型工艺的成型原理及优缺点来源:互联网作者:2022-12-0910:27:141.sla激光光固化(stereolithographyapparatus)该技术以光敏树脂为原料,利用计算机控制的紫外激光,根据预定零件各层截面的轮廓扫描液态树脂。

然后扫描区域中的薄层树脂将产生光聚合反应,从而形成零件的薄层截面。

当该层固化后,移动工作台,在之前固化的树脂表面涂抹一层新的液体树脂,以便扫描和固化下一层。

新固化层与前一层牢固粘合,并重复此操作,直到制造出整个零件的原型。

美国3dsystems是第一家推出这项技术的公司。

该技术的特点是精度高、光洁度高,但材料相对易碎,操作成本太高,后处理复杂,对操作人员要求高。

它适用于验证装配设计的过程。

2.3dp三维打印成型(3dimensionprinter)它最大的特点是小型化和易于操作。

它主要用于商业、办公、科研和个人工作室。

根据不同的印刷方法,3DP三维打印技术可分为热爆炸三维打印(代表:美国3dsystems公司的zprinter系列——原隶属于zcorporation公司,已被3dsystems公司收购)压电三维打印(代表:美国3dsystems公司的projet系列和STRATASYS公司不久前收购的以色列objet公司的3D打印设备)、DLP projection 3D打印(代表:德国Envisionitec公司的ultra和perfactory系列)等。

热爆式三维打印工艺的原理是将粉末由储存桶送出一定分量,再以滚筒将送出之粉末在加工平台上铺上一层很薄的原料,打印头依照3d电脑模型切片后获得的二维层片信息喷退出粘合剂并粘贴粉末。

完成第一层后,加工平台会自动下降一点,存储桶会上升一点。

刮刀将粉末从升起的储料斗推到工作平台上,并将粉末推平。

通过这种方式,可以获得所需的形状。

该技术的特点是速度快(是其他工艺的6倍),成本低(是其他工艺的1/6)。

3D打印技术的缺点及解决办法

3D打印技术的缺点及解决办法

一、结合现有3D打印技术的研究现状,阐述现有3D打印技术的缺点,以及该缺点的解决办法,针对现有某一种3D打印方法进行改进。

简述3D打印技术未来的发展方向(2000字以上)。

现有3D打印技术的缺点及解决方法1、材料的限制目前主流的3D打印技术可以实现聚合物塑料、某些金属或者陶瓷打印,但目前无法实现打印的材料还非常多。

材料的限制主要表现为两个方面的限制,一方面,目前的3D打印技术可打印的材料种类有限,无法完全适应工业生产中所需的各种各样的材料的打印。

这使得3D打印技术只能应用于一些特定场合,普及推广仍有很大的障碍。

另一方面,针对特定的3D打印机,可打印的材料种类更是特定的几种或几类,这使得针对每种或每类材料,就需要设计专属的3D打印机,通用性不如传统的机械加工好。

虽然目前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。

解决方法:针对以上两方面问题,可以以这样的思路寻求解决方案。

一、研发新材料,这也是国家目前大力发展的方向。

通过研发新型的打印性能好、材料性能还能达到传统材料要求材料,提高3D打印技术的通用性。

二、提高3D打印机本身的通用性。

可以从模块化设计角度出发,本体结构保持一致,对不同种类或类型的材料,只改变部分部件如喷头,而且部件的拆装性能要好,方便更换。

2、打印效率低效率低可以从两个角度进行分析。

一、与传统机械加工比较,机械加工是在毛坯的基础上减材形成,通常毛坯和零件之间相差的材料较少,即需要去除的材料少,加工比较快;而3D打印技术必须将所有零件实体所需材料通过增材方式堆叠,材料体积大。

所以从去除或堆叠得材料体积量来比较,增材的体积量通常比减材的体积量要大。

二、从成型运动方面考虑,传统的机械加工主运动多为旋转运动,而3D打印技术为直线运动,旋转运动更容易达到更大的速度,而且保持一定的稳定性,3D打印技术的扫描运动为直线运动,很难达到较大的速度。

3D打印技术的优缺点以及应用领域

3D打印技术的优缺点以及应用领域

3D打印技术的优缺点以及应用领域3D打印技术经过这些年的发展,技术上已基本上形成了一套体系,同样,可应用的行业也逐渐扩大,从产品设计到模具设计与制造,材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等等都逐渐的使用3D打印机技术,使得3D打印机技术有着广阔的前景。

不断提高3D打印技术的应用水平是推动这项技术发展的重点。

优点:一是最直接的好处就是节省材料,不用剔除边角料,提高材料利用率,通过摒弃生产线而降低了成本;二是能做到很高的精度和复杂程度,除了可以表现出外形曲线上的设计;三是不再需要传统的刀具、夹具和机床或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件;四是它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型,甚至直接制造零件或模具,从而有效的缩短产品研发周期;五是3D打印能在数小时内成形,它让设计人员和开发人员实现了从平面图到实体的飞跃;六是它能打印出组装好的产品,因此它大大降低了组装成本,它甚至可以挑战大规模生产方式。

缺点:任何一个产品都应该具有功能性,而如今由于受材料等因素限制,通过3D打印制造出来的产品在实用性上要打一个问号。

①强度问题:房子、车子固然能“打印”出来,但是否能抵挡得住风雨,是否能在路上顺利跑起来?②精度问题:由于分层制造存在“台阶效应”,每个层次虽然很薄,但在一定微观尺度下,仍会形成具有一定厚度。

的一级级“台阶”,如果需要制造的对象表面是圆弧形,那么就会造成精度上的偏差;③材料的局限性:目前供3D打印机使用的材料非常有限,无外乎石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等。

能够应用于3D打印的材料还非常单一,以塑料为主,并且打印机对单一材料也非常挑剔。

目前,3D打印技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。

并且随着这一技术本身的发展,其应用领域将不断拓展。

3D打印技术的实际应用主要集中在以下几个方面:产品设计领域在新产品造型设计过程中的应用3D打印技术为工业产品的设计开发人员建立了一种崭新的产品开发模式。

3D打印技术的优缺点

3D打印技术的优缺点

支撑结构对设计 的影响:支撑结 构的设计可能会 影响3D打印对象 的整体质量和精 度,因为它们需 要固定在基板上, 并确保在打印过 程中保持稳定。
去除支撑结构的 难度:在3D打印 完成后,需要将 支撑结构从打印 对象上移除,这 可能会对一些细 小的部分或脆弱 的部分造成损害。
支撑结构的材料 选择:支撑结构 的材料需要与打 印对象的材料兼 容,以确保不会 对打印对象造成 损害或污染。
成品强度和硬度 不足
制造过程中易受 污染
制造周期长
设备和材料价格 高
3D打印技术的应 用领域
飞机零部件的制造 火箭发动机的制造 卫星等太空设备的制造 航空航天领域中3D打印技术的应用前景
零部件制造:快速、 高效地制造出汽车 零部件
原型制造:在汽车 设计阶段,通过原 型制造进行测试和 验证
高分子材料:可选择的高分子材料也相对较少,主要包括ABS塑料、PC塑料等。
生物材料:可用于生物3D打印的材料也较为有限,主要包括聚己内酯、聚乳酸等可降解 材料。
光敏树脂:可选择的光敏树脂种类也相对较少,且价格较为昂贵。
支撑结构问题: 在3D打印过程中, 支撑结构是必不 可少的,但它们 可能会增加制造 的复杂性和成本。
3D打印技术可以提高学生的 学习兴趣和参与度
3D打印技术可以降低教学成 本,提高教育资源的利用效

3D打印技术的发 展趋势和展望Байду номын сангаас
技术创新:不 断推动3D打印 技术的进步和
发展
行业应用:拓 展到更多领域, 如医疗、建筑

降低成本:提 高打印效率和 降低材料成本, 促进大规模应

市场需求:不 断增长的市场 需求将进一步 推动3D打印技

3d打印机的主要技术平台及优缺点

3d打印机的主要技术平台及优缺点

3D打印机的主要技术平台及优缺点3D打印技术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期大大缩短,生产成本大幅下降。

3D打印,俗称“三维打印技术”或“快速制造技术”,是对一系列“增材制造”技术的总称。

那么,3D打印技术主要分为哪几种,优缺点是什么呢?以下详细说明:一、FDM:熔融沉积成型工艺熔融沉积成型工艺(Fused Deposition Model-ing, FDM)是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术。

该技术于1988年发明,随后Stratasys公司成立并在1992年推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者(3DModeler)”,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。

FDM成型原理: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(如图1)。

FDM成型技术的优点:(1)成本低。

熔融沉积造型技术用液化器代替了激光器,设备费用低;另外原材料的利用效率高且没有毒气或化学物质的污染,使得成型成本大大降低。

(2)原材料以材料卷得的形式提供,易于粉末材料搬运和储存以及快速更换;(3)原材料在成型过程中无化学变化,相对金属粉末,树脂固化制件成型的变形小。

了解不同3D打印技术的优缺点

了解不同3D打印技术的优缺点

了解不同3D打印技术的优缺点3D打印技术是近年来快速发展的一项技术,它已经在各个领域得到了广泛的应用。

然而,不同的3D打印技术在原理、材料选择、成本和应用范围等方面存在着差异。

了解不同的3D打印技术的优缺点,对于选择合适的技术和材料具有重要的意义。

首先,我们来了解一下传统的FDM(熔融沉积建模)技术。

这种技术是最常见和最广泛应用的3D打印技术之一。

它使用热塑性材料,如ABS或PLA等,通过熔化和挤出的方式,逐层堆叠形成物体。

FDM技术的优点是成本较低,设备易于使用,并且可以使用多种材料。

然而,由于其建模速度较慢,表面质量较差,因此适用于制造简单结构和低精度的零件。

另一种常见的3D打印技术是SLA(激光光固化)技术。

SLA技术使用光敏树脂材料,通过激光束逐层固化形成物体。

相比于FDM技术,SLA技术的优点是可以制造更高精度和更光滑的表面质量的零件。

然而,SLA技术的设备和材料成本较高,且只能使用特定类型的光敏树脂。

此外,SLA技术的建模速度也较慢。

除了FDM和SLA技术,还有一种被广泛应用于金属零件制造的3D打印技术,即SLS(选择性激光烧结)技术。

SLS技术使用金属粉末材料,通过激光束逐层烧结形成物体。

与前两种技术相比,SLS技术的优点是可以制造复杂的金属零件,并且具有较高的密度和强度。

然而,SLS技术的设备和材料成本非常高,且需要特殊的后处理工艺。

此外,还有一种新兴的3D打印技术,即DLP(数字光处理)技术。

DLP技术使用光敏树脂材料,通过数字光处理的方式逐层固化形成物体。

与SLA技术相比,DLP技术的优点是建模速度更快,且可以制造更高精度和更光滑的表面质量的零件。

然而,DLP技术的设备和材料成本较高,且只能使用特定类型的光敏树脂。

除了以上提到的几种常见的3D打印技术,还有一些其他的技术,如多喷头打印技术、电子束熔化技术等。

每种技术都有其独特的优点和应用范围,但也存在着一些共同的缺点,如成本较高、建模速度较慢等。

3D打印技术:SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析

3D打印技术:SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析

3D打印技术:SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析3D打印技术已经在多个领域取得了广泛应用,例如医疗、航空航天、汽车、工业制造等。

其中,SLA(StereoLithography)技术、FDM (Fused Deposition Modeling)技术、SLS(Selective Laser Sintering)技术是三种常见且应用广泛的技术。

本文将对这三种技术的特点和应用进行对比分析,以便更好地了解它们的优劣。

1. SLA技术SLA技术是一种利用光固化树脂的三维打印技术,通过使用紫外线激光照射在光敏树脂表面,将树脂固化成固体物体。

SLA技术的特点有:-高精度:由于激光精确照射在树脂表面,SLA技术可以实现非常高的精度和表面光滑度。

-材料多样性:SLA技术可以使用不同材质的光敏树脂,可以实现多种功能性的零件制造。

-成型速度较慢:由于要使用激光逐层固化树脂,SLA技术的成型速度相对较慢。

SLA技术的应用范围非常广泛,主要包括医疗领域中的生物医学模型制造、工业设计中的样机打印、珠宝设计中的模具制作等领域。

2. FDM技术FDM技术是一种利用熔融式塑料丝进行层层堆积的三维打印技术,通过加热喷嘴将塑料丝熔化后挤出,通过控制喷嘴的运动路径实现物体的制造。

FDM技术的特点包括:-较低的成本:相比其他技术,FDM技术的设备和材料成本相对较低。

-制造速度快:FDM技术可以实现较快的成型速度,适用于批量定制生产。

-材料种类丰富:FDM技术可以使用多种不同材质的塑料丝,可以满足不同领域的需求。

FDM技术的应用范围包括汽车领域的零部件制造、航空航天领域的样机验证、工业制造中的快速定制等领域。

3. SLS技术SLS技术是一种利用激光烧结粉末材料进行层层堆积的三维打印技术,通过使用激光将粉末材料局部烧结固化,形成物体的过程。

SLS技术的特点有:-可制造复杂结构:SLS技术可以实现复杂结构的制造,适用于精细零件制作。

3D打印技术的优势和劣势

3D打印技术的优势和劣势
3D打印技术的优势和 劣势
汇报人:
目录
3D打印技术的优势 3D打印技术的劣势
3D打印技术的优 势
能够快速生产定制化产品
减少生产成本,提高效率
提高设计灵活性和创新性
满足个性化需求,提高产 品竞争力
降低模具制造的成 本
减少生产中的浪费
提高生产效率
降低生产成本,提 高企业利润
缩短产品研发周 期:通过3D打印 技术,设计师可 以更快地制作原 型,减少生产时 间和成本。
定制化生产:3D打印技术可以实现 定制化生产,满足客户多样化的需 求。
添加标题
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添加标题
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减少成本:3D打印技术可以大幅度 减少生产成本,提高经济效益。
减少材料浪费:3D打印技术可以减 少材料浪费,更加环保。
3D打印技术的劣 势
金属材料的限制
塑料材料的限制
陶瓷材料的限制
其他材料的限制
提高设计灵活性: 3D打印技术可以 生产出更加复杂 和精细的产品, 提高了设计的灵 活性和自由度。
增强生产效率: 3D打印技术可以 一次性生产多个 产品,提高了生 产效率,降低了 生产成本。
减少废料和减少 能源消耗:3D打 印技术可以减少 废料和减少能源 消耗,更加环保 和可持续。
减少生产时间:3D打印技术可以大 幅度减少生产时间,提高生产效率。
3D打印设备价格昂贵,需 要大量资金投入
设备运行和维护成本高, 需要专业人员操作
设备故障率较高,影响生 产效率
设备更新换代快,需要不 断投入资金和技术支持
感谢您的观看
汇报人:
设备昂贵 打印材料有限 制造过程复杂 精度和速度受限
未经授权使用:未经原作者许可, 使用其3D模型进行打印

3D打印技术:SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析

3D打印技术:SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析

3D打印技术:SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析3D打印技术的快速发展已经改变了传统制造业的格局,各种不同的3D打印技术应运而生,在这些技术中,SLA、FDM和SLS是应用最为广泛的,各自具有自身独特的特点和应用。

本文将对这三种技术进行比较分析,以便读者能更好地了解它们的优缺点以及应用领域。

1. SLA(光固化3D打印技术)SLA是一种通过光敏树脂材料的光固化来实现零件制造的技术。

在SLA打印中,光固化树脂通过激光光束或UV光固化灯照射,将液体材料逐层固化成固体结构,从而实现3D打印。

特点:- SLA打印精度高,可打印出细小的细节和曲线;-制造的零件密度高,尺寸精确,表面光滑;-材料种类多,可选用透明、硬质和柔软材料等;-适用于制造模型、原型、珠宝等精细零件。

应用:-工程原型制作;-珠宝、手表等奢侈品设计与制造;-医疗行业的模型、器械等制造。

2. FDM(熔融沉积建模技术)FDM是一种利用熔融塑料丝材料层层积累而成的3D打印技术。

在FDM打印中,热塑性聚合物材料通过喷嘴加热熔化后,由机器按照程序设计的路径进行沉积成型。

特点:- FDM打印速度快,制造成本低;-可选材料种类多,包括ABS、PLA、PETG等;-零件结构强度高,适用于功能性部件制造;-可批量生产,适用于器械、工业设计等领域。

应用:-工业制造中的功能基础部件;-制造耐热、耐腐蚀功能零件;-教育领域的原型制作。

3. SLS(选择性激光烧结技术)SLS是一种通过激光照射可熔性粉末材料层层烧结而形成零件的3D打印技术。

在SLS打印中,通过激光照射将粉末材料烧结成型,无需支撑结构,制造出的零件具有良好的强度和表面质量。

特点:- SLS打印具有很高的制造自由度,支撑结构可避免;-零件强度高,可承受较大的载荷;-可使用多种工程级材料,如尼龙、PA12等;-适合于小批量或定制化零件制造。

应用:-汽车、航空航天等领域的功能零部件制造;-医疗领域的人造假体、手术模型等制造;-艺术创作和设计制造。

3D打印入门介绍-防踩坑指南

3D打印入门介绍-防踩坑指南

一、打印设备1)FDM打印机优点:成本低,操作简单缺点:打印精度较低2)光固化打印机优点:打印精度较较高缺点:操作复杂,树脂有一定毒性二、材料选择1.PLA优点:容易获取,安装简单,价格便宜缺点:打印容易拉丝2.树脂优点:加工细腻,精度高缺点:有一定毒性,需要通风环境三、三维建模软件1.Fusion 360一个简单入门的3D设计软件,面向非商业用途的一般爱好者可以免费获得一年期正版使用权限,一年后可以续期。

免费账号的部分高级功能无法使用,例如生成式设计(只需告诉机器零件的需要固定或活动的地方,计算机会自动计算出零件的样子)等......,当然简简单单使用它来改改STEP文件也是很容易的。

2.solidworksSolidWorks是热门的CAD,主打机械设计,相较于UG等三维软件,SW相对容易简单上手,配合CAE有限元分析可以实现更多的功能。

3.立创EDA专业版3D外壳绘制是立创EDA专业版的附属功能,根据所绘制的PCB 可以生成一个简单的外壳,并可以在外壳是上开孔。

虽然生成目前只支持上下盖和侧滑盖两种模式,但是该方式可以让小白轻松的绘制出一个外壳,不需要额外的绘图经验。

还有很多专业的设计软件,例如Creo、Sketch UP、UG等,在此不一一赘述。

也可使用Blender、C4D等3D设计工具设计好模型后,导出相应的三维文件格式即可,例如:STL,STEP,OBJ......四、切片软件1.JGcreat成品打印机自带的切片软件,简单易用,无需再次设置打印机的打印参数,对切片有一定的优化效果。

有直观的图形界面,但高自定义设置较少。

2.CURA开源桌面3D打印机Ultimaker开发的软件,免费,支持全平台Linux Mac Windows,有良好的切片效果,兼容性强,支持多种打印文件。

3.Simplify3D以切片功能极强为亮点,高自定义,功能丰富。

五、切片参数3D打印结构并不复杂的物件并不需要特别设置,按照默认几个,如果你打印的物体孔洞较多,而且结构并复杂,则应修改下列设置。

(完整)3D打印技术简介

(完整)3D打印技术简介
电脑将这些切片的信息传送到3D打印机上中 3D打印机会根据这些数字切片喷涂一层层薄型层
用特殊的胶水将连续的薄型层面堆叠起来 一个固态物体成型
DLP工作原理

北京闻亭泰科技术发展有限公司
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DLP工作原理

一、起源及产生
3D打印机(3D Printers)
发明者:恩里科·迪尼(Enrico Dini) 发明时间:上世纪90年代中期 制作基础:数字模型文件 材料:粉末状金属或塑料等可粘合材料 制作方式:逐层打印
一、起源及产生
各式各样的3D打印机
二、原理及优缺点
1 原 理
把数据和原料放进3D打印机中 相关软件通过电脑辅助设计技术(CAD)完成一系列数字切片
3DP技术也有不足,首先粉末粘接的 直接成品强度并不高,只能作为测试 原型,其次由于粉末粘接的工作原理 ,成品表面不如SLA光洁,精细度也 有劣势,所以一般为了产生拥有足够 强度的产品,还需要一系列的后续处 理工序。此外,由于制造相关材料粉 末的技术比较复杂,成本较高,所以 目前3DP技术主要应用在专业领域, 桌面级别目前仅有一个PWDR项目 在启动,但仍然处于0.1状态,尚需 观察后续进展。
军事
建筑
三、现状与前景
发展现状 现在3D打印技术还不够成熟,材料特定、造价高昂,其精度
约为0.1毫米,打印出的还都处于模型阶段,真正用于生活应 用的还并不多。 世上最小的3D打印机:维也纳技术大学的化学研究员和机械 工程师研制的这款迷你3D打印机只有大装牛奶盒大小,重量 约3.3磅(约1.5公斤),造价1200欧元(约1.1万元人民币)。
最大的3D打印机:华中科技大学史玉升科研团队研发出全球 最大的“3D打印机”。这一“3D打印机”可加工零件长宽最 大尺寸均达到1.2米。从理论上说,只要长宽尺寸小于1.2米的 零件(高度无需限制),都可通过这部机器“打印”出来。 打印色彩最多的3D打印机:美国3D Systems公司2013年5月 上市的“ProJet x60”系列3D打印机颜色数达到600万色以上 。3D Systems称,这一水平“可将‘Adobe Photshop’上 能表现的颜色最大再现90%”。

FDM、SLS、SLA 3D打印技术原理介绍及优缺点分析

FDM、SLS、SLA 3D打印技术原理介绍及优缺点分析

FDM、SLS、SLA3D打印技术原理介绍及优缺点分析FDM打印技术技术原理:FDM(Fused Deposition Modeling,熔融沉积)。

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。

FDM技术的优点:1)操作环境干净、安全,材料无毒,可以在办公室、家庭环境下进行,没有产生毒气和化学污染的危险。

2)无需激光器等贵重元器件,因此价格便宜。

3)原材料为卷轴丝形式,节省空间,易于搬运和替换。

4)材料利用率高,可备选材料很多,价格也相对便宜。

FDM技术的缺点:1)成形后表面粗糙,需后续抛光处理。

最高精度只能为0.1mm。

2)速度较慢,因为喷头做机械运动。

3)需要材料作为支撑结构。

SLS打印技术技术原理:SLS(Selective Laser Sintering,粉末材料选择性激光烧结)。

该技术采用铺粉将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面,并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度,控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描,使粉末的温度升到熔化点,进行烧结并与下面已成型的部分实现粘结。

一层完成后,工作台下降一层厚度,铺料辊在上面铺上一层均匀密实粉末,进行新一层截面的烧结,直至完成整个模型。

SLS技术的优点:1)可用多种材料。

其可用材料包括高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种粉末材料。

特别是金属粉末材料,是目前3D打印技术中最热门的发展方向之一。

2)制造工艺简单。

由于可用材料比较多,该工艺按材料的不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构建或部件及工具。

3)高精度。

一般能够达到工件整体范围内(0.05-2.5)mm的公差。

4)无需支撑结构。

叠层过程出现的悬空层可直接由未烧结的粉末来支撑。

5)材料利用率高。

3D打印技术在生产制造中的优势和局限性

3D打印技术在生产制造中的优势和局限性

3D打印技术在生产制造中的优势和局限性3D打印技术是一种新型的生产制造技术,其通过通过计算机控制三维打印机从底层到上层一层层地堆积物料,逐步制造出逼真的三维实体,从而满足了一些传统制造技术无法满足的要求。

同时,3D打印技术也存在很多局限性。

本文将对3D打印技术在生产制造中的优势和局限性进行探讨。

优势一:生产效率高在传统制造过程中,往往需要各种不同的手工工具来手工加工成型,操作过程较为繁琐,同时还需要进行多次的组装和调试工作。

而使用3D打印技术生产,可以批量生产同样的零件,具有高度的一致性和重复性,从而大大提高了生产效率。

在制造企业中,3D打印技术可以使生产周期大大缩短,降低人员成本,提高生产效率。

优势二:可定制程度高在3D打印制造中,可以根据需求在计算机上设计出所需要的物件,再通过3D打印设备将物件一层层打印出来。

这种制造方式具有高度的灵活性和可定制程度,在定制化需求高的行业(如医疗设备制造能、汽车零件制造等)中,使用3D打印技术可以大大缩短生产周期,降低生产成本,同时也可以提高产品的个性化和自由度。

优势三:生产成本低传统制造工艺需要大量的设备和材料,工人运作时间长,成本高;而3D打印制造只需少量材料,无高压机床和专业工人,成本低,此外由于3D打印技术的生产方式更直接,所以更节约材料,同时也可以更加高效地利用材料。

优势四:制造精度高在传统制造中,容易出现精度偏差的问题。

使用3D打印技术生产的物品,可以通过自动打印的方式保证制造精度的高度一致性,从而大大提高了制造产品的稳定性和质量。

在一些高精度需求的领域,如航空航天、卫星制造等,3D打印技术可以打印出更小尺寸的物品,从而提高了生产效率。

局限一:材料和工艺多样性不足不同的产品需要使用不同的材料和工艺,但是3D打印技术目前只支持少数材料的打印,还不能涵盖全部材料。

同时3D打印技术的工艺也存在限制,3D打印设备在打印的物件中各层附着点之间的链接相对较小,可能在整个制造过程中出现开裂、支撑点不牢固等问题。

3D打印技术的优缺点分析

3D打印技术的优缺点分析

3D打印技术的优缺点分析在当今科技飞速发展的时代,3D 打印技术无疑是一项引人瞩目的创新。

它已经在众多领域展现出了巨大的潜力和影响力,从制造业到医疗保健,从航空航天到艺术设计,都能看到 3D 打印的身影。

然而,如同任何新兴技术一样,3D 打印技术既有显著的优点,也存在一些不可忽视的缺点。

一、3D 打印技术的优点1、个性化定制3D 打印技术最大的优势之一就是能够实现高度个性化的定制。

无论是复杂的工业零部件,还是独特的艺术作品,亦或是为患者量身定制的医疗器械,都可以根据具体的需求和设计进行精确打印。

这意味着不再受限于大规模生产的标准化模式,能够满足各种特殊和个性化的要求。

例如,在医疗领域,3D 打印可以为患者定制假肢、牙齿矫正器、骨骼植入物等,这些定制化的产品能够更好地适配患者的身体结构和生理需求,提高治疗效果和生活质量。

2、复杂结构制造传统制造方法在处理复杂结构时往往面临诸多挑战,而 3D 打印技术则能轻松应对。

它可以制造出具有内部空腔、复杂曲线和精细纹理的物体,无需额外的组装步骤。

这种能力为设计和创新打开了全新的大门,使得以往难以实现的设计构想成为可能。

在航空航天领域,3D 打印的零部件可以采用轻量化的复杂结构,既能减轻飞行器的重量,提高燃油效率,又能保证结构的强度和稳定性。

3、减少材料浪费与传统的减材制造工艺不同,3D 打印是一种增材制造技术,它只在需要的地方添加材料,从而大大减少了材料的浪费。

这对于节约资源、降低成本以及环境保护都具有重要意义。

在制造业中,通过精确计算和控制材料的使用,3D 打印能够将原材料的利用率提高到一个新的水平,减少了因切削、冲压等加工过程产生的废料。

4、快速原型制作对于产品开发和设计阶段,3D 打印能够快速制作出原型。

这使得设计师和工程师能够在短时间内获得实物模型,进行测试、评估和改进,从而缩短了产品的研发周期,降低了开发成本。

例如,汽车制造商可以通过3D 打印快速制作出汽车零部件的原型,进行性能测试和装配验证,及时发现并解决问题,加快新车的上市速度。

常见3D打印技术FDM、SLS、SLA原理及优缺点分析

常见3D打印技术FDM、SLS、SLA原理及优缺点分析

常见3D打印技术FDM、SLS、SLA原理及优缺点分析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。

FDM技术的优点:1)操作环境干净、安全,材料无毒,可以在办公室、家庭环境下进行,没有产生毒气和化学污染的危险。

2)无需激光器等贵重元器件,因此价格便宜。

3)原材料为卷轴丝形式,节省空间,易于搬运和替换。

4)材料利用率高,可备选材料很多,价格也相对便宜。

FDM技术的缺点:1)成形后表面粗糙,需后续抛光处理。

最高精度只能为0.1mm。

2)速度较慢,因为喷头做机械运动。

3)需要材料作为支撑结构。

SLS打印技术SLS打印技术采用铺粉将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面,并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度,控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描,使粉末的温度升到熔化点,进行烧结并与下面已成型的部分实现粘结。

一层完成后,工作台下降一层厚度,铺料辊在上面铺上一层均匀密实粉末,进行新一层截面的烧结,直至完成整个模型。

SLS技术的优点:1)可用多种材料。

其可用材料包括高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种粉末材料。

2)制造工艺简单。

由于可用材料比较多,该工艺按材料的不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构建或部件及工具。

3)高精度。

一般能够达到工件整体范围内(0.05-2.5)mm的公差。

4)无需支撑结构。

叠层过程出现的悬空层可直接由未烧结的粉末来支撑。

5)材料利用率高。

由于不需要支撑,无需添加底座,为常见几种3D打印技术中材料利用率最高的,且价格相对便宜。

SLS技术的缺点:1)表面粗糙。

由于原材料是粉状的,原型建造是由材料粉层经过加热熔化实现逐层粘结的,因此,原型表面严格讲是粉粒状的,因而表面质量不高。

浅谈常见的几种3D打印技术

浅谈常见的几种3D打印技术

浅谈常见的几种3D打印技术随着3D打印技术的不断发展,我们现在已经能够将数字设计转化为实体对象的工具。

3D打印技术可以为制造业、医疗、教育以及其他许多领域带来巨大的益处。

在3D打印领域,有很多类型的打印机和打印技术,不同的类型和技术可以制作出不同质量和准确度的模型。

本文将讨论几种常见的3D打印技术,以及它们的优缺点。

1. FDM(Fused Deposition Modeling)FDM是最常见的3D打印技术之一。

它通过将热塑性材料加热到其熔点,然后将其混合并逐层固化,以创建模型。

打印时,机器根据3D CAD文件提供的指令将热塑性材料从机器的喷嘴中挤出,每一层采用水平填充方式逐步填充以建立模型。

优点:FDM机器比较便宜、易于使用。

此外,FDM技术可以使用大量的材料,包括ABS、PETG、PLA等,可以为专业和业余爱好者提供定制化的模型选择。

缺点:由于FDM技术本身具有图案,因此会在3D打印的完成品上留下痕迹。

此外,由于喷头直径的限制,结构细节的分辨率也受到限制。

2. SLA StereolithographySLA技术以激光束为基础,将液态光敏树脂分层固化以形成3D模型。

激光束的强度和位置可以通过投影于液态树脂表面的图案来控制。

当固化一层后,制作台就向下降低一层,下一层的光敏树脂涂覆在先前固化的层上,重复此过程,直到完成整个模型。

优点:SLA技术可以在高精度的层厚度和起始点精度下制作出较小尺寸的输出。

由于激光束非常细,因此该方法的分辨率可以达到100微米水平,使得模型表面相当光滑。

此外,SLA技术的模型可以具有相当高的机械强度,并能够以高质量进行实体模型制作。

缺点:此技术只适用于特定类型的材料(光敏物质)制作,因此通常会造成较高的成本。

此外,在构造立模时,使用的光敏物质对人体有一定的毒性。

3. SLS(Selective Laser Sintering)SLS是一种先进的3D打印技术,其能够使用多种材料进行制作。

3D打印技术的缺点及解决办法

3D打印技术的缺点及解决办法

一、结合现有3D打印技术的研究现状,阐述现有3D打印技术的缺点,以及该缺点的解决办法,针对现有某一种3D打印方法进行改进。

简述3D打印技术未来的发展方向(2000字以上)。

现有3D打印技术的缺点及解决方法1、材料的限制目前主流的3D打印技术可以实现聚合物塑料、某些金属或者陶瓷打印,但目前无法实现打印的材料还非常多。

材料的限制主要表现为两个方面的限制,一方面,目前的3D打印技术可打印的材料种类有限,无法完全适应工业生产中所需的各种各样的材料的打印。

这使得3D打印技术只能应用于一些特定场合,普及推广仍有很大的障碍。

另一方面,针对特定的3D打印机,可打印的材料种类更是特定的几种或几类,这使得针对每种或每类材料,就需要设计专属的3D打印机,通用性不如传统的机械加工好。

虽然目前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。

解决方法:针对以上两方面问题,可以以这样的思路寻求解决方案。

一、研发新材料,这也是国家目前大力发展的方向。

通过研发新型的打印性能好、材料性能还能达到传统材料要求材料,提高3D打印技术的通用性。

二、提高3D打印机本身的通用性。

可以从模块化设计角度出发,本体结构保持一致,对不同种类或类型的材料,只改变部分部件如喷头,而且部件的拆装性能要好,方便更换。

2、打印效率低效率低可以从两个角度进行分析。

一、与传统机械加工比较,机械加工是在毛坯的基础上减材形成,通常毛坯和零件之间相差的材料较少,即需要去除的材料少,加工比较快;而3D打印技术必须将所有零件实体所需材料通过增材方式堆叠,材料体积大。

所以从去除或堆叠得材料体积量来比较,增材的体积量通常比减材的体积量要大。

二、从成型运动方面考虑,传统的机械加工主运动多为旋转运动,而3D打印技术为直线运动,旋转运动更容易达到更大的速度,而且保持一定的稳定性,3D打印技术的扫描运动为直线运动,很难达到较大的速度。

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3D打印机的主要技术平台及优缺点3D打印技术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期大大缩短,生产成本大幅下降。

3D打印,俗称“三维打印技术”或“快速制造技术”,是对一系列“增材制造”技术的总称。

那么,3D打印技术主要分为哪几种,优缺点是什么呢?以下详细说明:一、FDM:熔融沉积成型工艺熔融沉积成型工艺(Fused Deposition Model-ing, FDM)是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术。

该技术于1988年发明,随后Stratasys公司成立并在1992年推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者(3DModeler)”,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。

FDM成型原理: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(如图1)。

FDM成型技术的优点:(1)成本低。

熔融沉积造型技术用液化器代替了激光器,设备费用低;另外原材料的利用效率高且没有毒气或化学物质的污染,使得成型成本大大降低。

(2)原材料以材料卷得的形式提供,易于粉末材料搬运和储存以及快速更换;(3)原材料在成型过程中无化学变化,相对金属粉末,树脂固化制件成型的变形小。

FDM成型技术的缺点:(1)需要配合支撑结构打内腔模型时,支撑面效果欠佳。

(2)需要对整个截面进行逐步打印,成型时间较长,成型速度相对SLA 慢7%左右。

二、SLA与DLP:立体光固化成型工艺SLA立体光固化成型工艺又称立体光刻成型,该工艺最早于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。

该专利申请两年后便成立了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;DLP 投影成型技术导引:为了提高光固化成型速度,由之前激光扫描固化提高到固化更快面积更大的投影固化技术;SLA激光光固化成型原理: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,刮板将黏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黏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(笔者在一次3D打印体验活动中看到了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。

DLP投影固化成型原理:光源透过聚光镜,使光源均匀分布,菲涅尔镜是光源垂直照射在液晶屏上,液晶屏两面分别有偏振膜,偏振膜是液晶显示成像的基础,任何液晶屏自身都有偏振膜,液晶屏的成像显示就是透明显示的,图像就会通过液晶屏照射到光敏树脂上,托板与底模之间固定高度的树脂通过投影的光发生固化成形并附着在托板上,再由托板将固化成形的部分拉起,让液体再次补充进来,托板在下降,从而托板与底模之间的薄层树脂再次发生固化并附着在之前成形的固化树脂上,周而复始,逐层固化直到完成模型整体成形。

1.光源2.聚焦透镜3.菲涅尔透镜4.偏振膜5.液晶屏6.偏振膜7.储液槽底模8.光固化树脂9.光固化成型托板紫外线光源采用半导体LED光源,或者辅助增加高压钠灯来提高光源强度,缩短曝光固化时间。

液晶屏上放着的是储液槽,储液槽下方是透明薄膜结构,要比较松弛,不要过于绷紧,不利于固化脱模。

光固化成型优点:(1)表面质量好;(2)整面固化,成型速度快;光固化成型缺点:(1)尺寸的稳定性差。

成型过程中伴随着物理和化学变化,导致软薄部分易产生翘曲变形,因而极大地影响成型件的整体尺寸精度。

所以需要设计成型件的支撑结构,否则会引起成型件的变形。

(2)可使用的材料种类较小。

目前可使用材料主要为感光性液态树脂材料,并且因为材料本身特性问题,不能对成型件进行抗力和热量的测试。

(3)液态树脂具有气味和毒性,并且需要避光保护,以防止其提前发生聚合反应,选择时有局限性。

(4)需要二次固化。

在很多情况下,经过快速成型系统光固化后的原型树脂并未完全被激光固化,所以通常需要二次固化。

三、SLS:选择性激光烧结工艺SLS技术起源于1986年,于1988年研制成功了第一台SLS成形机。

随后,由美国的DTM 公司将其商业化,于1992年推出了该工艺的商业化生产设备SinterStation 2000成形机。

在过去的20多年里,SLS技术在各个领域得到广泛的应用,研究选择性激光烧结设备工艺的单位有美国的DTM公司、3D Systems公司、德国的EOS公司,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;图所示为SLS的成型原理SLS选择性激光烧结工艺成型原理: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、陶瓷,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选择性激光烧结优点:(1)可以采用多种材料。

从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。

(2)过程与零件复杂程度无关,无须支撑结构,且制件的强度高。

(3)材料利用率高,为烧结的粉末可重复使用,材料无浪费。

SLS选择性激光烧结缺点:(1)原型结构疏松、多孔,且有内应力,制作易变性;(2)需要预热和冷却浪费很长时间;(4)且制成陶瓷、金属制件的成型表面粗糙多孔,后期较难处理;(5)材料不易存储,且材料成型过程产生有毒气体及粉尘,污染环境。

四、PolyJet聚合物喷射工艺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打印技术之一,2012年Stratasys 和Objet宣布进行合并,交易额为14亿美元,合并后的公司名仍为Stratasys。

此项合作也将Polyjet技术推向了更高更广的3D打印市场,令3D打印热进一步升温,且会加快数字制造商用化的进程;PolyJet聚合物喷射技术成型原理: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地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。

PolyJet聚合物喷射优点:(1)质量高:领最薄层厚能达到16微米; 可以确保获得复杂、精确的部件与模型;(2)清洁:适合于办公室环境,采用非接触树脂载入/卸载,容易清除支持材料;(3)多彩多样:FullCure 材料品种多样,可适用于不同几何形状、机械性能及颜色的部件,所有类型的模型均使用相同的支持材料,因此可快速便捷地变换材料。

PolyJet聚合物喷射缺点:(1)Polyjet打印使用费用较高,如果要考虑成本因素,就要斟酌了;(2)光敏聚合物类材料打印模型适合试验设计性,而不适合功能性和耐用性成品,如果需要对模型成品的强度和稳定性有较高要求,就不太合适;五、3DP 三维印刷成型工艺3DP三维印刷成型技术导引:三维印刷工艺(Three-Dimension Printing,3DP)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。

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