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3D打印常用工艺介绍

阅读 265 发布时间:2016-09-18 11:00

159彩票   3D打印经过几十年的发展,在制造业中其加工能力被越来越多的工程师认可。对于刚刚接触3D打印的人来说,3D打印有多种工艺可供选择,网上一些介绍资料令人眼花缭乱,一些落后过时的工艺如LOM也有大篇的讲解,了解这些淘汰的技术显然没有实际意义,今天我们就来简短地介绍一下目前应用最广的几种工艺,带你快速入门3D打印。


FDM(Fused Deposition Modeling)熔融沉积成型

  FDM是目前应用最广泛的一种工艺,很多消费级3D打印机都是采用的这种工艺,因为它实现来相对容易:

  FDM加热头把热熔性材料(ABS树脂、尼龙、蜡等)加热到临界状态,使其呈现半流体状态,然后加热头会在软件控制下沿CAD 确定的二维几何轨迹运动,同时喷头将半流动状态的材料挤压出来,材料瞬时凝固形成有轮廓形状的薄层。

  这个过程与二维打印机的打印过程很相似,只不过从打印头出来的不是油墨,而是ABS树脂等材料的熔融物。同时由于3D 打印机的打印头或底座能够在垂直方向移动,所以它能让材料逐层进行快速累积,并且每层都是CAD模型确定的轨迹打印出确定的形状,所以最终能够打印出设计好的三维物体。


SLA(Stereolithography)光固化成型

  据维基百科记载,1984年的第一台快速成形设备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。平时我们通常将这种工艺简称“光固化”,该工艺的基础是能在紫外光照射下产生聚合反应的光敏树脂。

  与其它3D 打印工艺一样,SLA 光固化设备也会在开始“打印”物体前,将物体的三维数字模型切片。然后电脑控制下,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。

159彩票   当一层固化完毕,升降工作台移动一个层片厚度的距离,在上一层已经固化的树脂表面再覆盖一层新的液态树脂,用以进行再一次的扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上,如此循环往复,直到整个零件原型制造完毕。

  SLA工艺的特点是,能够呈现较高的精度和较好的表面质量,并能制造形状特别复杂(如空心零件)和特别精细(如工艺品、首饰等)的零件。


SLS(Selective Laser Sintering)选择性激光烧结成型

   数字模型分层切割与逐层制造是3D 打印工艺的基础,这里往后就不再赘述了。除此之外,SLS 工艺与SLA 光固化工艺还有相似之处,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。

   先将一层很薄的原料粉未铺在工作台上,接着在电脑控制下的激光束通过扫描器以一定的速度和能量密度,按分层面的二维数据扫描。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,随后对下一层进行扫描。先根据物体截层厚度升降工作台,铺粉滚筒再次将粉末铺平,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。

  目前应用此工艺时,以蜡粉末及塑料粉末作为原料较多,而用金属粉或陶瓷粉进行粘接或烧结的工艺尚未实际应用。

 当然最近也有新的工艺诞生,如美国Carbon公司的CLIP工艺,惠普的MJF工艺。印梦园会持续关注这些新工艺,并将它们加入到印梦园的打印服务当中。







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