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三維立體打印機有哪些種類

2021-03-03 10:18:45 | 機械技術

  (1)選擇性激光燒結技術

  激光燒結技術是成型原理最複雜、條件最高、設備及材料成本最高的三維打印技術,也是目前對三維打印機技術發展影響最為深遠的。目前SLS技術的材料可以是尼龍、蠟、陶瓷、金屬等粉末,可應用材料的種類越來越多元化。

  將一層很薄(亞毫米級)的原料粉未鋪在工作台上,待逆向工程材料預熱到接近熔化點後,通過激光束照射,將分層面的二維數據掃描,使粉末熔化,激光掃描過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松散的粉末狀。一層掃描完畢,根據物體截層厚度升降工作台,鋪粉滾軸再次將粉末鋪平,然後再開始新一層的掃描。如此反複,直至掃描完所有層面。去掉多餘粉末,再經過打磨、烘幹等適當的後處理,即可獲得零件。

  (2)熔融沉積造型

  FDM 可能是目前應用最廣泛的一種工藝,在消費級三維打印機中得到非常普遍的應用。FDM加熱頭把熱熔性材料(塑料、樹脂、尼龍、蠟等)加熱到臨界狀態,使其呈現半流體狀態,然後加熱頭會按照GCODE格式文件規定的軌跡運動,將半流動狀態的材料擠壓出來,被擠壓出來的材料瞬時凝固,形成有輪廓形狀的薄層。

  FDM技術桌面級三維打印主要以ABS和PLA為材料。ABS強度較高,但是有毒性,使用ABS打印時容易產生異味,必須擁有良好的通風環境。此外,ABS熱收縮性較大,影響成品精度。PLA是一種生物可分解塑料,無毒性,環保,制作時幾乎無味,成品形變也較小,所以目前國內外主流桌面級三維打印均以PLA為主要材料。

  (3)光固化立體造型

  與其它三維打印工藝一樣,SLA 光固化設備會在開始“打印”物體前,將物體的三維數字模型切片,然後紫外激光會沿著零件各分層截面輪廓,對液態樹脂進行逐點掃描,被掃描到的樹脂薄層會產生聚合反應,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。

  除了以上所介紹,還有3DP三維印刷工藝、以及CLIP 連續液面生產工藝等。

  第一步:通過計算機三維模型軟件建造生成可視化的三維模型。通過樣品模型生成三維的數據模型,初步預判目標樣件對外所能實現的具體功能,保證樣件的功能完整性。並在此基礎上,選擇適當的打印材料。

  第二步:將三維數據模型轉化為STL數據格式。STL是三維打印機的標准通用語言,是全球公認的可供進行三維打印的數據格式,可以供立體光固化成型(即stereo lithography apparatus,SLA)設備使用。

  第三步:由三維打印操作人員將轉化而成的STL的文件上傳至計算機中3D列印,交由計算機自動進行程序化的打印操作。這期間,工作人員者能夠規定打印尺寸和方向等具體進程,從源頭上降低一些突發狀況的出現概率,從而影響綜合打印效果。

  第四步:打印過程全程CNC模型是自動化的。為了確保打印精度,三維產品設計公司打印機打印層厚度通常為0.1mm。打印精度取決於樣件大小以及具體的打印需求。打印過程一般會持續數小時,較長可達數天。部分高科技SLA三維打印公司在打印機上采用可變光斑技術,以提高打印效率。

  第五步:為了保證樣件的表面質量,需要對已完成三維打印的樣件進行後處理加工。例如,去除在打印過程中所產生的支撐結構、噴漆、拋光等。一些金屬的三維打印機所打印的樣件對硬度等要求較高,因此還需要通過熱處理提高樣件硬度,而後再進行表面處理。

 


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