3D打印按材料及成型方式不同3D有很多不同類型:
1. 激光光固化(SLA——Stereolithography)
該技術以光敏樹脂為原料,將計算機控制下的紫外激光按預定零件各分層截面的輪廓為軌跡對液態(tài)樹脂連點掃描,便被掃描區(qū)的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應,從而形成零件的一個薄層截面。當層固化完畢,移動工作臺,在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂以便進行下一層掃描固化。新固化的一層牢固地粘合在前一層上,如此重復直到整個零件原型制造完畢。美國3DSYSTEMS 公司是最早推出這種工藝的公司。該項技術特點是精度和光潔度高,但是材料比較脆,運行成本太高,后處理復雜,對操作人員要求較高。適合驗證裝配設計過程中用。
2. 三維打印成型(3DP——3Dimension Printer)
其最大特點是小型化和易操作,多用于商業(yè)、辦公、科研和個人工作室等環(huán)境。而根據(jù)打印方式的不同,3DP三維打印技術又可以分為熱爆式三維打印(代表:美國3D Systems公司的 Zprinter系列——原屬ZCorporation公司,已被3D Systems公司收購)、壓電式三維打印(代表:美國3D Systems公司的ProJet系列和前不久被Stratasys公司收購的以色列Objet公司的三維打印設備)、DLP投影式三維打印(代表:德國Envisiontec公司的Ultra、Perfactory系列)等。
熱爆式三維打印工藝的原理是將粉末由儲存桶送出一定分量,再以滾筒將送出之粉末在加工平臺上鋪上一層很薄的原料,打印頭依照3D 電腦模型切片后獲得的二維層片信息噴出站著劑,粘住粉末。做完一層,加工平臺自動下降一點,儲存桶上升一點,刮刀由升高了的儲存桶把粉末推至工作平臺并把粉末推平,如此循環(huán)便可得到所要的形狀。該項技術的特點是速度快(是其他工藝的6倍),成本低(是其它工藝的1/6)。缺點是精度和表面光潔度較低。Zprinter系列是全球唯一能夠打印全彩色零件的三維打印設備。
壓電式三維打印,類似于傳統(tǒng)的二維噴墨打印,可以打印超高精細度的樣件,適用于小型精細零件的快速成型。相對SLA,設備維護更加簡單;表面質(zhì)量好,Z軸精度高。
DLP投影式三維打印工藝的成型原理是利用直接照燈成型技術(DLPR)把感光樹脂成型,CAD的數(shù)據(jù)由計算機軟件進行分層及建立支撐,再輸出黑白色的Bitmap檔。每一層的Bitmap檔會由DLPR投影機投射到工作臺上的感光樹脂,使其固化成型。DLP投影式三維打印的優(yōu)點: 利用機器出廠時配備的軟件,可以自動生成支撐結構并打印出完美的三維部件。相比于快速成型領域其他的設備,獨有的voxelisation專利技術保證了成型產(chǎn)品的精度與表面光潔度。
3. 熔融沉積造型(FDM——Fused Deposition Modeling)
FDM工藝,也叫擠出成型,關鍵是保持半流動成型材料剛好在熔點之上(通常控制在比熔點高1 0C左右)。 FDM噴頭受CAD分層數(shù)據(jù)控制使半流動狀態(tài)的熔絲材料(絲材直徑般在1.5mm 以上)從嘖頭中擠壓出來,凝固形成輪廓形狀的薄層,一層疊一層最后形成整個零件模型。美國3DSYSTEMS 公司的BFB系列和Rapman系列產(chǎn)品全部采用了FDM技術,其工藝特點是直接采用工程材料ABS 、PC等材料進行制作,適合設計的不同階段。缺點是表面光潔度較差。
4. 造擇性激光燒結(SLS——Se1ected Laser Sintering)
該法采用C02激光器作能源,目前使用的造型材料多為各種粉未材料。在工作臺上均勻鋪上一層很薄的(100μ-200μ) 粉未,激光束在計算機控制下按照零件分層輪廓有選擇性地進行燒結,一層完成后再進行下一層燒結。全部燒結完后去掉多余的粉未,再進行打磨、烘干等處理便獲得零件。目前,工藝材料為尼龍粉及塑料粉,還有使用金屬粉進行燒結的。德國EOS公司的P系列塑料成型機和M系列金屬成型機產(chǎn)品,是全球最好的SLS技術設備。
SLS技術既可以歸入快速成型的范疇,也可以歸入快速制造的范疇,因為使用SLS技術可以直接快速制造最終產(chǎn)品。
5.多層激光熔覆(DED,Direct Metal Deposition)
相當于多層激光熔覆,利用激光或其它能源在材料從噴嘴輸出時同步熔化材料,凝固后形成實體層,逐層疊加,最終形成三維實體零件。DED的成型精度較低,但是成型空間不受限制,因而常用于制作大型金屬零件的毛坯。
6.薄板層壓成型(LOM,Layered Object Manufacturing)
基本原理:利用激光等工具逐層切割、堆積薄板材料,最終形成三維實體。利用紙板、塑料板和金屬板可分別制造出木紋狀零件、塑料零件和金屬零件。各層紙板或塑料板之間的結合常用粘接劑實現(xiàn),而各層金屬板直接的結合常用焊接(如熱釬焊、熔化焊或超聲焊接)和螺栓連接來實現(xiàn)。最大缺點:做不了太復雜的零件,材料范圍很窄,每層厚度不可調(diào)整,精度有限。
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