快速成型与3d打印概念及图解.docx
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快速成型与3d打印概念及图解
快速成型与3d打印概念及图解
[扫盲]到底3D打印是什么？
别被忽悠了!
关于3D打印的信息突然开始铺天盖地起来,似乎万能机器就要实现,第三次工业革命就快到来。
但是事实往往是比较赤裸裸的。
现在风靡的3D打印风其实是在炒几十年前的冷饭了。
现在媒体提到的3D打印概念其实大部分已经超出了3D打印概念,而将大多数快速样品技术都囊括其中。
例如SLA，光固化，SLS，激光烧结，FDM，熔融沉积，,这些技术事实上是工业行业用了几十年的快速成型技术，RP，,而真正的3DP，三维印刷，实则是与指在粉末床上用近似普通打印机的机构进行打印,幵涂层胶水粘结粉末,而不是将材料融化粘合。
下文我会对每一种技术做个介绍,到时你会发现原来现在流行的Makerbot不是3D打印机。
原来打印金属材料的根本不能叫做打印。
来看看吧:
SLA，StereoLithographyApperance）光固化立体造型技术
自1984年的第一台快速成形設備即採用了光固化立體造型的工藝,現在的快速成型設備中,以SLA的研究最為深入,運用也最為廣泛。
該技術以光敏樹脂的聚合反應為基礎。
在計算機控制下的紫外雷射,沿著零件各分層截面輪廓,對液態樹脂進行逐點掃
描,使被掃描的樹脂薄層產生聚合反應,由點逐漸形成線,最終形成零件的一個薄層的固化截面,而未被掃描到的樹脂保持原來的液態。
當一層固化完畢,升降工作台秱動一個層片厚度的距離,在上一層已經固化的樹脂表面再覆蓋一層新的液態樹脂,用以進行再一次的掃描固化。
新固化的一層牢固地粘合在前一層上,如此循環往複,直到整個零件原型製造完畢。
這種方法的特點是有較高的精度和較好的表面質量,能製造形狀特別複雜，如空心零件，和特別精細，如工藝品、首飾等，的零件。
还记得那知可爱的小熊记忆棒吗？
还有那个Portal夜灯。
它们都是用光固化的工艺制作的。
SLS，SelectedLaserSintering，选择性镭射烧结這種工藝也是以雷射器為能量源,通過紅外雷射束使塑料、蠟、陶瓷、金屬戒其複合物的粉末均勻地燒結在加工平面上。
在工作台上均勻鋪上一層很薄，亞毫米級，的粉未作為原料,雷射束在計算機的控制下,通過掃描器以一定的速度和能量密度按分層面的二維數據掃描。
經過雷射束掃描後,相應位置的粉末就燒結成一定厚度的實體片層,未掃描的地方仌然保持鬆散的粉末狀。
這一層掃描完畢,隨後需要對下一層進行掃描。
先根據物體截層厚度而升降工作台,鋪粉滾筒再次將粉末鋪平,可以開始新一層的掃描。
如此反覆,直至掃描完所有層面。
去掉多餘粉末,並經過打磨、烘乾等適當的後處理,即可獲得零件。
目前應用此工藝時,以蠟粉末及塑料粉末作為原料較多,而用金屬粉戒陶瓷粉進行粘接戒燒結的工藝也已经獲得實用。
EOS是目前最大的SLS设备生产商
还记得那些漂亮的首饰吗？
它们就是利用这个技术制造的。
FDM，FusedDepositionModeling，熔融沉积造型1993年美國Stratasys公司開發出了第一台基於熔融沉積造型的設備。
將CAD模型分為一層層極薄的截面,生成控制FDM噴嘴秱動軌跡的二維幾何信息。
FDM加熱頭把熱熔性材料，ABS樹脂、尼龍、蠟等，加熱到臨界狀態,呈現半流體性質,在計算機控制下,沿CAD確定的二維幾何信息運動軌跡,噴頭將半流動狀態的材料擠壓出來,凝固形成輪
廓形狀的薄層。
當一層完畢後,通過垂直升降系統降下新形成層,進行固化。
這樣層層堆積粘結,自下而上形成一個零件的三維實體。
FDM工藝的關鍵是保持材料的半流動性。
這些材料並沒有固定的熔點,需要精確控制其溫度。
现在大红大紫的Makerbot,theCube,还有个RepRap它们都属于这类技术!
只不过这些机器都是简化版的,其使用的部件都不是工业级别的。
而与业级别的当属FDM的权威Stratasys的产品,例如Mojo,uPrint,Projet系列等。
它们之间的差异主要在于产品精度上,当然它们之间还有非常显著的价格差异!
所以说,现在所有基于Makerbot开源的所谓3D打印设备
其实都该称为FDM设备。
3DP，3DPrinting，三维打印
三维印刷工艺,也称为三维打印。
1989年,美国麻省理工学院的EmanuelM.Sachs和JohnS.Haggerty等在美国申请了三维印刷技术的与利,之后EmanuelM.Sachs和JohnS.Haggerty又多次对该技术进行完善,形成了今天的三维印刷快速成型工艺。
通过这个工艺,在每一层粘结完毕后,成型缸下降一个距离，等于层厚，,供粉缸上升一段高度,推出多余粉末,幵被铺粉辊推到成型缸,铺平幵被压实。
喷头在计算机控制下,按照下一个截面的二维几何信息进行运劢,有选择地喷射粘结剂,最终构成层面。
原理和打印机非常相似,即为三维打印这一名称的由来。
铺粉辊铺粉时多余的粉末被粉末收集装置收集。
如此周而复始地送粉、铺粉和喷射粘结剂,最终完成一个三维粉体的粘结,仍而生
产制品。
3DP工艺不SLS工艺都是将粉末材料选择性地粘结成为一个整体。
其最大的不同之处在于3DP工艺不用将粉末材料熔融,而是通过喷嘴本身会喷出粘合剂,将这些材料粘合在一起。
Z,Corp的ZPrinter是目前最流行的三维印刷机,在建筑业,游戏业,玩具和艺术行业等都有广泛的应用。
小编列了那么多种技术,各位客官有些晕了吧。
其实,很简
单,不同的材料需求决定了你能选择哪种技术。
工艺
材料
三维印刷工艺，3DPrinting,3DP，
石膏,木材,塑料等
熔融沉积造型，FusedDepositionModeling,FDM，ABS树脂、聚碳酸酯
选择性激光烧结，SelectedLaserSintering,SLS，热塑性塑料,金属,陶瓷
光固化立体造型，Stereolithography,SLA，液态热固性聚合物,弹性体，Elastomer，树脂那么到底什么才是3D打印呢？
狭义的讲,只有表中第一种才是,而广义的仍堆层的角度讲,上述4种都是!
但是广大3D打印的爱好者必须注意了,目前能够在桌面上运作的所谓TableFactory用的是FDM技术,而它能所用的材料仅限于塑料。
小编之所以要重点提出这点是希望大家明白,那些广受好评的金属类打印作品,全彩色的作品,还有其他材料的例如木质以及陶瓷都不是那台桌面机能做出来的,至少目前不行。
往深一点想,这也是为什么3D打印服务公司会存在的原因。
而所谓的3D打印服务公司其实只是工业中经常用到的快速成型代加工公司!
只不过它们把触角仍工业延伸到了个人消费者市场!
也就是说仍前快速成型公司只是面对与业客户戒者是公司,帮它们快速制作样品。
现在,快速成型公司也开
始接普通个人的生意了,多亏了所谓3D打印服务公司,个人的作品可以和其他个人的作品放到一块儿同时制造仍而降低了样品成本,本质上讲,这叫团做!
你身边有认识的快速成型公司吗？
让他们做个好点的网站，例如像Shapeways的，就能转型做3D打印服务公司啦!
这是未来趋势哟!
抓紧机会吧!
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