3D打印技术分类详解,了解3D打印工艺 - 印梦园

159彩票

3D打印技术分类详解,了解3D打印工艺

阅读 284 发布时间:2017-03-27 16:54

   3D打印的专业名称为“增材制造”:增材是指3D打印通过将原材料沉积或黏合为材料层以构成三维实体的制造方式.因此,利普森和库曼按材料结合方式将3D打印分为两大类:(1)选择性沉积方式;(2)选择性黏合方式。

   另外,行业里还存为另外一种分类方法,按采用材料形式和工艺实现方法,可将其细分为如下五大类:(1)粉末或丝状材料高能束烧结、熔化成型,如激光选区烧结(Selective Laser Sintering,SLS)、激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)、激光近净成型(Laser Engineering Net Shaping,LENS)等;(2)丝材挤出热熔成型,如熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)等;(3)液态树脂光固化成型,如光固化成型(Stereo Lithography Appearance,SLA)、数字光处理成型(Digital Light Processing,DLP)等;(4)液体喷印成型,立体喷印(Three Dimensional Printing,3DP)等;(5)片/板/块材粘接或焊接成型,如分层实体制造(Laminated Object Manufacturing,LOM)等.

   下面以其中代表性工艺方法简单介绍。

1、激光选区烧结SLS

   SLS也称为选择性激光烧结,其工艺原理是预先在工作台上铺一层粉末材料(金属粉末或非金属粉末),激光在计算机控制下,按照界面轮廓信息,对实心部分粉末进行烧结,然后不断循环,层层堆积成型.SLS工艺最大的优点在于选材较为广泛,如尼龙、蜡、ABS、聚碳酸脂、金属和陶瓷粉末等都可以作为烧结对象.粉床上未被烧结部分成为烧结部分的支撑结构,因而无需考虑支撑系统。

   SLS的缺点主要有:原型结构疏松、多孔,且有内应力,制作易变性;生成陶瓷、金属制件的后处理较难;需要预热和冷却;成型表面粗糙多孔,并受粉末颗粒大小及激光光斑的限制;成型过程产生有毒气体及粉尘,污染环境。

2、熔融沉积成型FDM

   FDM 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.其成型材料种类多,一般是热塑性材料,如蜡、ABS、PC、尼龙等,以丝状供料.成型件强度高、精度较高,主要适用于成型小塑料件。

   FDM 工艺的每一个层片都是在上一层上堆积而成,上一层对当前层起到定位和支撑的作用.当形状发生较大的变化时,上层轮廓就不能给当前层提供充分的定位和支撑作用,这就需要设计一些辅助结构-“支撑”,对后续层提供定位和支撑,以保证成形过程的顺利实现。

   FDM 工艺不用激光,使用、维护简单,成本较低.用ABS制造的原型因具有较高强度而在产品设计、测试与评估等方面得到广泛应用.FDM 技术最明显的限制就是表面精度.由于是半熔融状态塑料挤制成型,表面精度比SLA 要粗糙,而与SLS不相上下.FDM 原型可以进行铣床加工,钻孔,研磨,车床加工等.为了补偿表面精度不足并加强特征细节,当有特殊的品质需求时,使用者通常会进行二次加工来提升原型的细节。

3、光固化成型SLA

159彩票    SLA是最早实用化的快速成型工艺,采用液态光敏树脂为原料,工艺原理是用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体.SLA工艺的优点是精度较高、表面效果好,因此其主要用于制造多种模具、模型等,零件制作完成打磨后,可将层层的堆积痕迹去除.SLA 成型的零件一般层厚在0.1mm~0.15mm.多年的研究改进了截面扫描方式和树脂成型性能,使该工艺的最高

精度已能达到16μm(0.016mm).

159彩票    SLA的局限性主要有需要支撑、树脂收缩导致精度下降、光固化树脂有一定毒性等.另外,光固化工艺运行费用很高,零件强度低、无弹性,无法进行装配.光固化工艺设备的原材料很贵,种类也不多.光固化设备的零件制作完成后,还需要在紫外光的固化箱中二次固化,以保证零件的强度.

4、立体喷印3DP

   3DP工艺是美国麻省理工学院的学生保罗威廉姆斯和他导师伊莱萨克斯教授发明的.该工艺与SLS工艺类似,采用粉末材料成型,如陶瓷粉末、金属粉末.所不同的是3DP工艺中,材料粉末不是通过烧结连接起来的,而是通过喷头用粘结剂(如硅胶)将零件的截面“印刷”在材料粉末上面。

   3DP是一种的利用微滴喷射技术的方法,其具体工艺过程如下:喷头在计算机控制下,按照当前分层截面的信息,在事先铺好的一层粉末材料上,有选择地喷射粘结剂,使部分粉末黏结,形成一层截面薄层;上一层成形完毕后,工作台下降层厚,进行下层铺粉,继而选区喷射粘结剂,成形薄层并与已成形零件黏结为一体;如此不断循环,直至零件加工完毕为止.未被喷射黏结的地方为干粉,在成形过程中起支撑作用,且成形结束后,比较容易去除.

   3DP技术的优势在于成型速度快、无需支撑结构,而且能够输出彩色打印产品,最大可以输出39万色,色彩方面非常丰富,也是在色彩外观方面,打印产品最接近于成品的3D打印技术.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。

5、数字光处理成型DLP

   DLP工艺是利用光固化和投影仪DLP技术通过可见光将光敏树脂逐层固化成的3D对象,3D对象从上到下逐层创建堆积而成。

   它和前面的SLA光固化很相似,唯一的区别在于SLA的光线是聚成一点在面上移动,而DLP是将光打在一个面上,有点像投影仪,逐层进行光固化,因此速度比同类型的SLA 立体平版印刷技术更快.

   同时,它使用高分辨率的数字光处理(DLP)投影仪来固化液态光敏树脂,每层固化时通过幻灯片似的片状固化.基于这种技术,可实现超薄的3D打印层,成型精度高,在材料属性、细节和表面光洁度方面可匹敌注塑成型的耐用塑料部件。

6、分层实体制造LOM

   LOM 工艺是根据三维CAD模型每个截面的轮廓线,在计算机控制下,发出控制激光切割系统的指令,使切割头作X 和Y 方向的移动.供料机构将地面涂有热溶胶的箔材(如涂覆纸、涂覆陶瓷箔、金属箔、塑料箔材)一段段地送至工作台的上方.激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓用二氧化碳激光束对箔材沿轮廓线将工作台上的纸割出轮廓线,并将纸的无轮廓区切割成小碎片.然后,由热压机构将一层层纸压紧并粘合在一起.可升降工作台支撑正在成型的工件,并在每层成型之后,降低一个纸厚,以便送进、粘合和切割新的一层纸.最后形成由许多小废料块包围的三维原型零件.然后取出,将多余的废料小块剔除,最终获得三维产品。

159彩票    LOM 适合制作大中型原型件,翘曲变形较小,成型时间较短,激光器使用寿命长,制成件有良好的机械性能,无需设计和制作支撑结构,适合于产品设计的概念建模和功能性测试零件.其优点有:成型速度较快.由于只需要使用激光束沿物体的轮廓进行切割,无须扫描整个断面,所以成型速度很快,因而常用于加工内部结构简单的大型零件。LOM 最大的不足是材料种类少,制件性能不高,其性能接近木模。


159彩票    以上是对3D打印技术分类的详细介绍,重点讲解了各种3D打印成型工艺。了解更多3D打印技术知识,请关注印梦园网站。


上一篇 :  3D打印流程详解,看看物品是如何被3D打印出来

下一篇 :  3D打印技术优势浅析

159彩票 内蒙古快3走势图 内蒙古快3走势图 198彩票官网 内蒙古快3 内蒙古快3 159彩票 内蒙古快3 159彩票 内蒙古快3走势图