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11項3D打印技術原理解析

供稿:中國工控網 2019/8/7 15:08:26

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  • 關鍵詞: 3D打印
  • 摘要:3D打印發展至今,從發燒友的小眾興趣擴大到各種3D打印公司建立,3D打印技術已經逐漸滲到各行各業,位置顯得尤為重要。為了滿足不同需求,各種3D打印技術相繼被開發出來。今天就為大家總結和簡單介紹下現有的3D打印技術。

3D打印發展至今,從發燒友的小眾興趣擴大到各種3D打印公司建立,3D打印技術已經逐漸滲到各行各業,位置顯得尤為重要。為了滿足不同需求,各種3D打印技術相繼被開發出來。今天就為大家總結和簡單介紹下現有的3D打印技術。

為了配合各個領域的不同需求,越來越多的材料被研發至3D打印產業使用,相應的打印技術越來越多,以下先用一張表格進行梳理,然后為大家介紹部分主流技術。

迅實科技3D打印技術科普全解

1. 熔融沉積式(FDM)

利用熱塑性材料的熱熔性、粘結性,在PLC控制下逐層堆積成型。成型材料和支撐材料由供絲機構送至各自對應的噴頭,并在噴頭中加熱至熔融態。加熱噴頭在控制系統指令下沿著零件截面輪廓和內部軌跡運動,同時將半流動狀態的熱熔材料擠出,粘稠狀的成型材料和支撐材料被選擇性地涂覆在工作臺上,迅速固化后形成截面輪廓。當前層成型后,噴頭上升到特定高度再進行下一層涂覆,層層堆積形成三維產品。

可使用材料:熱塑性塑料、共晶系統金屬、可食用材料。

迅實科技3D打印技術科普全解

2. 電子束自由成型制造(EBF)

在真空環境中,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,同時熔池按照預先規劃的路徑運動,金屬材料逐層凝固堆積,形成致密的冶金結合,直至制造出金屬零件或毛坯。

可使用材料:幾乎任何合金。

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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、經冷卻凝固而成型的一種技術。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。這些激光器產生的激光波長分別為1064nm、10640nm、1090nm。金屬粉末對1064nm等較短波長激光的吸收率比較高,而對10640nm等較長波長激光的吸收率較低。因此在成型金屬零件過程中具有較短波長激光器的激光能量利用率高,而采用較長波長的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,經散熱冷卻后可實現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

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4. 選擇性激光燒結成型(SLS)/激光直接燒結技術(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數字描述產生的橫截面來選擇性地熔化粉末材料。掃描每個橫截面后,將粉末床降低一層厚度,在頂部施加新的材料層,并重復該過程直到部件完成。

激光直接燒結技術(DMLS)和SLS是相同概念的實例,只是技術細節不同。

可使用材料:熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末等。

迅實科技3D打印技術科普全解

5. 電子束熔化成型(EBM)

在高真空條件下,陰極由于高壓電場的作用被加熱而發射出電子,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動,穿過陽極后,在聚焦線圈和偏轉線圈的作用下,準確地轟擊到結晶器內的底錠和物料上,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,從而實現熔煉過程。

可使用材料:鈦合金

6. 選擇性熱燒結(SHS)

在CAD軟件設計的三維模型。當按下"打印"按鈕,打印機蔓延在整個構建室一層薄薄的塑料粉末。感熱式打印頭開始來回移動,從打印頭的熱熔融到塑料粉末層中的每個橫截面。再次打印機,塑料粉末準備新的打印層,一直循環。

可使用材料:熱塑性粉末

7. 分層實體制造(LOM)

激光切割系統按照 計算機提取的橫截面輪廓線數據,將背面涂有熱熔膠的紙用激光切割出工件的內外輪廓。切割完一層后,送料機構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

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8. 立體平板印刷(SLA)

打印時,將樹脂材料倒進樹脂槽中,平臺下降至料槽中,激光發射器會根據切片層的形狀通過激光振鏡對料槽中的樹脂進行輪廓掃描固化,一層一層上升,得到精細的三維立體模型。

可使用材料:光敏樹脂

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9. 數字光處理(DLP)

具體來說就是先把影像信號經過數字處理,然后再把光投影出來。它是基于TI(美國德州儀器)公司開發的數字微鏡元件——DMD(Digital Micromirror Device)來完成可視數字信息顯示的技術。說得具體點,就是DLP投影技術應用了數字微鏡晶片來作為主要關鍵處理元件以實現數字光學處理過程。

可使用材料:光敏樹脂

迅實科技3D打印技術科普全解

浙江迅實科技是一家專業從事3D打印產業研發、制造、銷售及服務為一體的高新技術企業。專業為用戶提供先進的DLP光固化3D打印系統解決方案,產業化產品包括多種自主研發DLP光固化3D打印設備及各種3D打印耗材,同時還掌握了3D打印建筑、SLA激光快速成型、SIS消費級金屬打印等多種專業技術,應用范圍涵蓋了工業設計、珠寶鑄造、義齒牙科、科普教育、藝術創意、建筑設計等行業領域。

迅實科技3D打印技術科普全解

3D打印正被各行各業廣泛使用,小到模具珠寶、醫療、工業設計,大到生物科技、軍事、航空航天,都可以看到3D打印的影子。可以說3D打印在很大程度上對傳統制造業產生了影響及顛覆,是科技化時代的產物。

來源:互聯網

審核編輯(王靜)
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