3D打印技术简介.doc

3D打印机基本概念3D打印机,即快速成形技术一种机器,它是一种数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印方式来构造物体技术。它工作原理是:把数据与原料放进3D打印机中,机器会按照程序把产品一层层造出来。打印出产品,可以即时使用。产品介绍使用打印机就像打印一封信:轻点电脑屏幕上“打印”按钮,一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上,它将一层墨水喷到纸表面以形成一副二维图像。而在3D打印时,软件通过电脑辅助设计技术(CAD)完成一系列数字切片,并将这些切片信息传送到3D打印机上,后者会将连续薄型层面堆叠起来,直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大区别在于它使用“墨水”是实实在在原材料。堆叠薄层形式有多种多样。一,“喷墨”有些3D打印机使用“喷墨”方式。例如,一家名为Objet以色列3D打印机公司使用打印机喷头将一层极薄液态塑料物质喷涂在铸模托盘上,此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小距离,以供下一层堆叠上来。二,“熔积成型”另外一家总部位于美国明尼阿波利斯市公司Stratasys使用一种叫做“熔积成型”技术,整个流程是在喷头内熔化塑料,然后通过沉积塑料纤维方式才形成薄层。三,还有一些系统使用粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模[1]托盘上形成一层极薄粉末层,然后由喷出液态粘合剂进行固化。四,“激光烧结”它也可以使用一种叫做“激光烧结”技术熔铸成指定形状。这也正是德国EOS公司在其叠加工艺制造机上使用技术。五,真空中电子流熔化粉末微粒。而瑞士Arcam公司则是利用真空中电子流熔化粉末微粒。以上提到这些仅仅是许多成型方式中一部分。当遇到包含孔洞及悬臂这样复杂结构时,介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸,最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。如今可用于打印介质种类多样,从繁多塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质,令打印出来物体一头坚硬而另一头柔软。主流3D打印技术简介FDM,SLA,3DP,(selectivelasersintering,SLS)热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末直接金属激光烧结(Directmetallasersintering,DMLS)几乎任何合金熔融沉积成型(fuseddepositionmodeling,FDM)热塑性塑料,共晶系统金属、可食用材料立体平版印刷(stereolithography,SLA)光硬化树脂(photopolymer)数字光处理(DLP)液态树脂熔丝制造(FusedFilamentFabrication,FFF)聚乳酸(PLA)、ABS树脂融化压模(MeltedandExtrusionModeling,MEM)金属线、塑料线分层实体制造(laminatedobjectmanufacturing,LOM)纸、金属膜、塑料薄膜电子束熔化成型(Electronbeammelting,EBM)钛合金选择性热烧结(Selectiveheatsintering,SHS)Thermoplasticpowder粉末层喷头三维打印(PP)石膏注:粉末层喷头三维打印en:Powderbedandinkjethead3dprinting,PP一,熔融沉积快速成型(FusedDepositionModeling,FDM)熔融沉积又叫熔丝沉积,它是将丝状热熔性材料加热融化,通过带有一个微细喷嘴喷头挤喷出来。热熔材料融化后从喷嘴喷出,沉积在制作面板或者前一层已固化材料上,温度低于固化温度后开始固化,通过材料层层堆积形成最终成品。在3D打印技术中,FDM机械结构最简单,设计也最容易,制造成本、维护成本与材料成本也最低,因此也是在家用桌面级3D打印机中使用得最多技术,而工业级FDM机器,主要以Stratasys公司产品为代表。FDM技术桌面级3D打印机主要以ABS与PLA为材料,ABS强度较高,但是有毒性,制作时臭味严重,必须拥有良好通风环境,此外热收缩性较大,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,所以国外主流桌面级3D打印机均以转为使用PLA作为材料。FDM技术优势在于制造简单,成本低廉,但是桌面级FDM打印机,由于出料结构简单,难以精确控制出料形态与成型效果,同时温度对于FDM成型效果影响非常大,而桌面级FDM3D打印机通常都缺乏恒温设备,-,,但是受温度影响非常大,成品效果依然不够稳定。此外,大部分FDM机型制作产品边缘都有分层沉积产生“台阶效应”,较难达到所见即所得3D打印效果,所以在对精度要求较高快速成型