3D列印主要使用什麼技術

tags:    時間:2014-03-07 13:05:54
3D列印主要使用什麼技術簡介
    3D列印的主流技術主要包括SLA、FDM、SLS、3DP、LOM。     SAL:(stereolithograph……
3D列印主要使用什麼技術正文

    3D列印的主流技術主要包括SLA、FDM、SLS、3DP、LOM。
    SAL:(stereolithography,SLA),中文立體光刻造型技術、立體光固化成型法等
    技術原理:用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由點到線,由線到面順序凝固,完成一個層面的繪圖作業,然後升降台在垂直方向移動一個層片的高度,再固化另一個層面。這樣層層疊加構成一個三維實體。
    技術優缺點:      
    SLA 技術的優勢
光固化成型法是最早出現的快速原型製造工藝,成熟度高,經過時間的檢驗。
由CAD數字模型直接製成原型,加工速度快,產品生產周期短,無需切削工具與模具。
可以加工結構外形複雜或使用傳統手段難於成型的原型和模具。
使CAD數字模型直觀化,降低錯誤修復的成本。
為實驗提供試樣,可以對計算機模擬計算的結果進行驗證與校核。
可聯機操作,可遠程控制,利於生產的自動化。
    SLA 技術的缺陷
SLA系統造價高昂,使用和維護成本過高。
SLA系統是要對液體進行操作的精密設備,對工作環境要求苛刻。
成型件多為樹脂類,強度,剛度,耐熱性有限,不利於長時間保存。
預處理軟體與驅動軟體運算量大,與加工效果關聯性太高。
軟體系統操作複雜,入門困難;使用的文件格式不為廣大設計人員熟悉。
    FDM: (FusedDeposition Modeling,FDM)。中文名稱熔融沉積成型。
    技術原理:將絲狀(直徑約2 mm)的熱塑性材料通過噴頭加熱熔化,噴頭底部帶有微細噴嘴(直徑一般為0.2 ~0.6),供材料以一定的壓力擠噴出來;同時噴頭沿水平方向移動,而工作台沿豎直方向移動。這樣擠出的材料與前一個層面熔結在一起,一個層面沉積完成後,工作台按預定的增量下降一個層的厚度,再繼續熔融沉積,直至完成整個實體造型。FDM工藝使用兩種材料:一種是沉積實體部分的成型材料;另一種是沉積空腔或懸臂部分的支撐材料。
    優缺點:
優點:這種技術成型精度更高、成型實物強度更高、可以彩色成型。
缺點:成型后表面粗糙,目前不適合高精度的應用。 
    SLS:(selective laser sintering,SLS)中文名稱:選擇性激光燒結
    該工藝由美國德克薩斯大學提出,於1992年開發了商業成型機。SLS利用粉末材料在激光照射下燒結的原理,由計算機控制層層堆結成型。SLS技術同樣是使用層疊堆積成型,所不同的是,它首先鋪一層粉末材料,將材料預熱到接近熔化點,再使用激光在該層截面上掃描,使粉末溫度升至熔化點,然後燒結形成粘接,接著不斷重複鋪粉、燒結的過程,直至完成整個模型成型。
    優缺點:
優點:成品精度好、強度高,但是最主要的優勢還是在於金屬成品的製作。激光燒結可以直接燒結金屬零件,也可以間接燒結金屬零件,最終成品的強度遠遠優於其他3D列印技術
缺點:粉末燒結的表面粗糙,需要後期處理,其次使用大功率激光器,除了本身的設備成本,還需要很多輔助保護工藝,整體技術難度較大,製造和維護成本非常高,普通用戶無法承受,所以目前應用範圍主要集中在高端製造領域,而目前尚未有桌面級SLS 3D印表機開發的消息,要進入普通民用領域,可能還需要一段時間。
    3DP:(Three Dimensional Printing and Gluing,3DP)中文名稱:三維粉末粘接
    最早由美國麻省理工學院 (MIT) 於 1993 年開發。該技術通過使用液態連結體將鋪有粉末的各層固化,以創建三維實體原型。基於 3DP 技術,美國Z Corp公司開發了3d列印成型機。
    3d印表機使用標準噴墨列印技術,通過將液態連結體鋪放在粉末薄層上,逐層創建各部件。與2d平面印表機在列印頭下送紙不同,3d印表機是在一層粉末的上方移動列印頭,列印橫截面數據。
    彩色3d印表機列印成型的樣品模型與實際產品具有同樣的色彩。您可以將彩色分析結果直接描繪在模型上,或者註釋並標記設計更改,以便進一步增強模型樣品所傳遞的信息值。
    優缺點:
    優點:
(1)成型速度快,成型材料價格低,適合做桌面型的快速成型設備。
(2)在粘結劑中添加顏料,可以製作彩色原型,這是該工藝最具競爭力的特點之一。
(3)成型過程不需要支撐,多餘粉末的去除比較方便,特別適合於做內腔複雜的原型。
另外此技術最大優點是能直接列印彩色,無需後期上色。目前市面上列印人像的基本採用次技術。
    缺點:強度較低,只能做概念型模型,而不能做功能性試驗。

 

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