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3D打印機(jī) 3D概述 什么是3D打印機(jī) 可以把3D建模軟件創(chuàng)建的三維模型打印成實(shí)際物品的機(jī)器 三維模型 打印成品 打印原理 第一步 通過計(jì)算機(jī)建模軟件建模 第二步 將建成的三維模型 分區(qū) 成逐層的截面 即切片 第三步 打印機(jī)執(zhí)行切片后的打印指令 逐層打印模型 主流技術(shù) 熔融沉積快速成型 FDM 將絲狀熱熔性材料加熱融化 通過帶有一個(gè)微細(xì)噴嘴的噴頭擠噴出來 熱熔材料融化后從噴嘴噴出 沉積在制作面板或者前一層已固化的材料上 溫度低于固化溫度后開始固化 通過材料的層層堆積形成最終成品 FDM的機(jī)械結(jié)構(gòu)最簡單 設(shè)計(jì)最容易 制造成本 維護(hù)成本和材料成本也最低 因此是桌面級3D打印機(jī)中使用得最多的技術(shù) 主要以ABS和PLA為材料 但也由于出料結(jié)構(gòu)簡單 難以精確控制出料形態(tài)與成型效果 同時(shí)溫度對于成型效果影響非常大 不夠穩(wěn)定 因此基于FDM的桌面級3D打印機(jī)的成品精度通常為0 3mm 0 2mm 少數(shù)高端機(jī)型能夠支持0 1mm層厚 此外 大部分的產(chǎn)品邊緣都有分層沉積產(chǎn)生的 臺階效應(yīng) 較難達(dá)到所見即所得的3D打印效果 所以在對精度要求較高的快速成型領(lǐng)域較少采用FDM 主流技術(shù) 光固化成型 SLA 光固化技術(shù)是最早發(fā)展起來的快速成型技術(shù) 也是研究最深入 技術(shù)最成熟 應(yīng)用最廣泛的快速成型技術(shù)之一 主要使用光敏樹脂為材料 通過紫外光或者其他光源照射凝固成型 逐層固化 最終得到完整的產(chǎn)品 光固化技術(shù)優(yōu)勢在于成型速度快 原型精度高 非常適合制作精度要求高 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的原型 光固化快速成型應(yīng)該是3D打印技術(shù)中精度最高 表面也最光滑的 objet系列最低材料層厚可以達(dá)到16微米 0 016毫米 不足的是 光敏樹脂原料有一定毒性 其次光固化成型的原型在外觀方面非常好 但是強(qiáng)度方面尚不能與真正的制成品相比 一般主要用于原型設(shè)計(jì)驗(yàn)證方面 此外 設(shè)備成本 維護(hù)成本和材料成本都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于FDM 因此 基于光固化技術(shù)的3D打印機(jī)主要應(yīng)用在專業(yè)領(lǐng)域 主流技術(shù) 三維粉末粘接 3DP 原料使用粉末材料 如陶瓷粉末 金屬粉末 塑料粉末等 先鋪一層粉末 然后使用噴嘴將粘合劑噴在需要成型的區(qū)域 讓材料粉末粘接 形成零件截面 然后不斷重復(fù)鋪粉 噴涂 粘接的過程 層層疊加 獲得最終打印出來的零件 優(yōu)勢在于成型速度快 無需支撐結(jié)構(gòu) 而且能夠輸出多彩色打印產(chǎn)品 這是其他技術(shù)都比較難以實(shí)現(xiàn)的 但是粉末粘接的直接成品強(qiáng)度并不高 只能作為測試原型 成品表面不如SLA光潔 精細(xì)度差 所以一般為了產(chǎn)生擁有足夠強(qiáng)度的產(chǎn)品 還需要一系列的后續(xù)處理工序 此外 由于制造相關(guān)材料粉末的技術(shù)比較復(fù)雜 成本較高 所以3DP技術(shù)主要應(yīng)用在專業(yè)領(lǐng)域 主流技術(shù) 選擇性激光燒結(jié) SLS 利用粉末材料在激光照射下燒結(jié)的原理 層層堆結(jié)成型 首先鋪一層粉末材料 將材料預(yù)熱到接近熔化點(diǎn) 再使用激光在該層截面上掃描 使粉末溫度升至熔化點(diǎn) 然后燒結(jié)形成粘接 接著不斷重復(fù)鋪粉 燒結(jié)的過程 直至完成整個(gè)模型成型 激光燒結(jié)技術(shù)可以使用非常多的粉末材料 并制成相應(yīng)材質(zhì)的成品 激光燒結(jié)的成品精度好 強(qiáng)度高 但是最主要的優(yōu)勢還是在于金屬成品的制作 可以直接燒結(jié)金屬零件 最終成品的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他3D打印技術(shù) 但是粉末燒結(jié)的表面粗糙 需要后期處理 其次使用大功率激光器 除了本身的設(shè)備成本 還需要很多輔助保護(hù)工藝 整體技術(shù)難度較大 制造和維護(hù)成本非常高 普通用戶無法承受 所以應(yīng)用范圍主要集中在高端制造領(lǐng)域 主流技術(shù) FDM打印機(jī) 便攜式打印機(jī) FDM 光固化打印機(jī) 激光燒結(jié)打印機(jī) 擠出頭帶特制齒輪42步進(jìn)電機(jī)熱電偶加熱管0 4mm直徑的噴嘴 主要部分 熱床模型的載體 使其保持一定的溫度粘著在平面上 主要部分 XYZ軸 主要部分 閃鑄雙噴頭Creator產(chǎn)品參數(shù) 打印尺寸 225 145 150mm層厚 0 1mm 0 5mm 一般設(shè)置0 2 0 3 噴嘴直徑 0 4mm運(yùn)動軸速度 40mm s噴頭流速 大約24cc 小時(shí)噴頭溫度 220 230度熱床溫度 110 120度定位精度 Z軸 0 0025mm XY軸 0 011mm 組裝 打印示范