11項(xiàng)3D打印技術(shù)原理解析
3D打印發(fā)展至今,從發(fā)燒友的小眾興趣擴(kuò)大到各種3D打印公司建立,3D打印技術(shù)已經(jīng)逐漸滲到各行各業(yè),位置顯得尤為重要。為了滿足不同需求,各種3D打印技術(shù)相繼被開發(fā)出來。今天就為大家總結(jié)和簡(jiǎn)單介紹下現(xiàn)有的3D打印技術(shù)。
為了配合各個(gè)領(lǐng)域的不同需求,越來越多的材料被研發(fā)至3D打印產(chǎn)業(yè)使用,相應(yīng)的打印技術(shù)越來越多,以下先用一張表格進(jìn)行梳理,然后為大家介紹部分主流技術(shù)。
1. 熔融沉積式(FDM)
利用熱塑性材料的熱熔性、粘結(jié)性,在PLC控制下逐層堆積成型。成型材料和支撐材料由供絲機(jī)構(gòu)送至各自對(duì)應(yīng)的噴頭,并在噴頭中加熱至熔融態(tài)。加熱噴頭在控制系統(tǒng)指令下沿著零件截面輪廓和內(nèi)部軌跡運(yùn)動(dòng),同時(shí)將半流動(dòng)狀態(tài)的熱熔材料擠出,粘稠狀的成型材料和支撐材料被選擇性地涂覆在工作臺(tái)上,迅速固化后形成截面輪廓。當(dāng)前層成型后,噴頭上升到特定高度再進(jìn)行下一層涂覆,層層堆積形成三維產(chǎn)品。
可使用材料:熱塑性塑料、共晶系統(tǒng)金屬、可食用材料。
2. 電子束自由成型制造(EBF)
在真空環(huán)境中,高能量密度的電子束轟擊金屬表面形成熔池,金屬絲材通過送絲裝置送入熔池并熔化,同時(shí)熔池按照預(yù)先規(guī)劃的路徑運(yùn)動(dòng),金屬材料逐層凝固堆積,形成致密的冶金結(jié)合,直至制造出金屬零件或毛坯。
可使用材料:幾乎任何合金。
3. 選擇性激光熔化成型(SLM)
利用金屬粉末在激光束的熱作用下完全熔化、經(jīng)冷卻凝固而成型的一種技術(shù)。為了完全熔化金屬粉末,要求激光能量密度超過106W/Cm2.目前SLM技術(shù)的激光器主要有Nd-YAG激光器、Co2激光器、光纖激光器。這些激光器產(chǎn)生的激光波長(zhǎng)分別為1064nm、10640nm、1090nm。金屬粉末對(duì)1064nm等較短波長(zhǎng)激光的吸收率比較高,而對(duì)10640nm等較長(zhǎng)波長(zhǎng)激光的吸收率較低。因此在成型金屬零件過程中具有較短波長(zhǎng)激光器的激光能量利用率高,而采用較長(zhǎng)波長(zhǎng)的Co2激光器,其激光能量利用率低。在高激光能量密度作用下,金屬粉末完全熔化,經(jīng)散熱冷卻后可實(shí)現(xiàn)與固體金屬冶金焊合成型。
可使用材料:鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼、鋁
4. 選擇性激光燒結(jié)成型(SLS)/激光直接燒結(jié)技術(shù)(DMLS)
使用高功率激光器將塑料、金屬、陶瓷等小顆粒熔合成具有所需三維形狀的塊。激光通過掃描由粉末床表面上的部件的3-D數(shù)字描述產(chǎn)生的橫截面來選擇性地熔化粉末材料。掃描每個(gè)橫截面后,將粉末床降低一層厚度,在頂部施加新的材料層,并重復(fù)該過程直到部件完成。
激光直接燒結(jié)技術(shù)(DMLS)和SLS是相同概念的實(shí)例,只是技術(shù)細(xì)節(jié)不同。
可使用材料:熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末等。
5. 電子束熔化成型(EBM)
在高真空條件下,陰極由于高壓電場(chǎng)的作用被加熱而發(fā)射出電子,電子匯集成束,電子束在加速電壓的作用下,以極高的速度向陽極運(yùn)動(dòng),穿過陽極后,在聚焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈的作用下,準(zhǔn)確地轟擊到結(jié)晶器內(nèi)的底錠和物料上,使底錠被熔化形成熔池,物料也不斷地被熔化滴落到熔池內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)熔煉過程。
可使用材料:鈦合金
6. 選擇性熱燒結(jié)(SHS)
在CAD軟件設(shè)計(jì)的三維模型。當(dāng)按下"打印"按鈕,打印機(jī)蔓延在整個(gè)構(gòu)建室一層薄薄的塑料粉末。感熱式打印頭開始來回移動(dòng),從打印頭的熱熔融到塑料粉末層中的每個(gè)橫截面。再次打印機(jī),塑料粉末準(zhǔn)備新的打印層,一直循環(huán)。
可使用材料:熱塑性粉末
7. 分層實(shí)體制造(LOM)
激光切割系統(tǒng)按照 計(jì)算機(jī)提取的橫截面輪廓線數(shù)據(jù),將背面涂有熱熔膠的紙用激光切割出工件的內(nèi)外輪廓。切割完一層后,送料機(jī)構(gòu)將新的一層紙疊加上去,利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一起,然后再進(jìn)行切割。這樣一層層地切割、粘合,最終成為三維工件。
可使用材料:紙、金屬膜、塑料薄膜
8. 立體平板印刷(SLA)
打印時(shí),將樹脂材料倒進(jìn)樹脂槽中,平臺(tái)下降至料槽中,激光發(fā)射器會(huì)根據(jù)切片層的形狀通過激光振鏡對(duì)料槽中的樹脂進(jìn)行輪廓掃描固化,一層一層上升,得到精細(xì)的三維立體模型。
可使用材料:光敏樹脂
9. 數(shù)字光處理(DLP)
具體來說就是先把影像信號(hào)經(jīng)過數(shù)字處理,然后再把光投影出來。它是基于TI(美國德州儀器)公司開發(fā)的數(shù)字微鏡元件——DMD(Digital Micromirror Device)來完成可視數(shù)字信息顯示的技術(shù)。說得具體點(diǎn),就是DLP投影技術(shù)應(yīng)用了數(shù)字微鏡晶片來作為主要關(guān)鍵處理元件以實(shí)現(xiàn)數(shù)字光學(xué)處理過程。
可使用材料:光敏樹脂
浙江迅實(shí)科技是一家專業(yè)從事3D打印產(chǎn)業(yè)研發(fā)、制造、銷售及服務(wù)為一體的高新技術(shù)企業(yè)。專業(yè)為用戶提供先進(jìn)的DLP光固化3D打印系統(tǒng)解決方案,產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品包括多種自主研發(fā)DLP光固化3D打印設(shè)備及各種3D打印耗材,同時(shí)還掌握了3D打印建筑、SLA激光快速成型、SIS消費(fèi)級(jí)金屬打印等多種專業(yè)技術(shù),應(yīng)用范圍涵蓋了工業(yè)設(shè)計(jì)、珠寶鑄造、義齒牙科、科普教育、藝術(shù)創(chuàng)意、建筑設(shè)計(jì)等行業(yè)領(lǐng)域。
3D打印正被各行各業(yè)廣泛使用,小到模具珠寶、醫(yī)療、工業(yè)設(shè)計(jì),大到生物科技、軍事、航空航天,都可以看到3D打印的影子??梢哉f3D打印在很大程度上對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)生了影響及顛覆,是科技化時(shí)代的產(chǎn)物。
來源:互聯(lián)網(wǎng)
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