从技能视点谈3D打印

发布时间:2022-07-02 18:44:04 来源:bobapp体育下载

  3D打印技能分类 3D打印技能实际上是一系列快速原型成型技能的总称,其基来源 理都是叠层制作,由快速原型机在X-Y平面内经过扫描办法构成工件的 截面形状,而在Z坐标连续地作层面厚度的位移,终究构成三维制件。 现在市场上的快速成型技能分为3DP 技能、FDM熔融层积成型技能、 SLA立体平版印刷技能、SLS选区激光烧结、DLP激光成型技能和UV紫外 线D打印机运用规范喷墨打印技能,经过 将液态连接体铺放在粉末薄层上,以打印横截面数据的办法逐层创建 各部件,创建三维实体模型,选用这种技能打印成型的样品模型与实 际产品具有相同的颜色,还能够将五颜六色剖析成果直接描绘在模型上, 模型样品所传递的信息较大。 FDM熔融层积成型技能:FDM熔融层积成型技能是将丝状的热熔 性资料加热消融,一同三维喷头在计算机的操控下,依据截面概括信 息,将资料挑选性地涂敷在作业台上,快速冷却后构成一层截面。一 层成型完成后,机器作业台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一 层,直至构成整个实体造型。其成型资料品种多,成型件强度高、精 度较高,首要适用于成型小塑料件。

  SLA立体平版印刷技能:SLA立体平版印刷技能以光敏树脂为质料,经过计算机操控激 光按零件的各分层截面信息在液态的光敏树脂外表进行逐点扫描,被扫描区域的树脂 薄层发生光聚合反应而固化,构成零件的一个薄层。一层固化完成后,作业台下移一 个层厚的间隔,然后在原先固化好的树脂外表再敷上一层新的液态树脂,直至得到三 维实体模型。该办法成型速度快,自动化程度高,可成形恣意杂乱形状,尺度精度高, 首要使用于杂乱、高精度的精密工件快速成型。 SLS选区激光烧结技能:SLA立体平版印刷技能是经过预先在作业台上铺一层粉末 资料(金属粉末或非金属粉末),然后让激光在计算机操控下依照界面概括信息对实 心部分粉末进行烧结,然后不断循环,层层堆积成型。该办法制作工艺简略,资料选 择规模广,本钱较低,成型速度快,首要使用于铸造业直接制作快速模具。 DLP激光成型技能:DLP激光成型技能和SLA立体平版印刷技能比较相似,不过它 是运用高分辨率的数字光处理器(DLP)投影仪来固化液态光聚合物,逐层的进行光固化, 因为每层固化时经过幻灯片似的片状固化,因而速度比同类型的SLA立体平版印刷技能 速度更快。该技能成型精度高,在资料特色、细节和外表光洁度方面可对抗注塑成型 的经用塑料部件。 UV紫外线成型技能:UV紫外线成型技能和SLA立体平版印刷技能比较相似相似, 不同的是它使用UV紫外线照耀液态光敏树脂,一层一层由下而上仓库成型,成型的过 程中没有噪音发生,在同类技能中成型的精度最高,一般使用于精度要求高的珠宝和 手机外壳等职业。

  自 1986 年之后,呈现了许多不同的 3D 打印技能: 1988 年,Scott Crump 创造晰别的一种 3D 打印技能 Fused Deposition Modeling,并建立公司 Stratasys。这个技能的特色是它能使用腊、ABS、PC、尼龙等热塑性资料来制作物体,具有性 能优秀的特色; 1989 年,C.R. Dechard 创造 Selective Laser Sintering,使用高强度激光将资料粉末烤结,直至 成型。这种技能的特色在选材规模广泛,比方尼龙、腊、ABS、金属和陶瓷粉末等都能够作 为原资料; 1992 年,Helisys 创造 Laminated Object Manufacturing,使用薄片资料、激光、热熔胶来制作 物体。但是该 3D 打印技能的原资料一向仅限于纸,功能低下; 1993 年,麻省理工大学教授 Emanual Sachs 创造 Three-Dimensional Printing 技能(非本文泛指 的 3D 打印技能),使用金属、陶瓷等粉末,经过粘接剂在一同成型。这种技能的有点在于 制作速度快,价格低廉,但是制品的强度较低。1995 年,Z Corporation 取得麻省理工大学的 答应,使用技能来出产 3D 打印机。 1996 年,3D Systems、Stratasys、Z Corporation 别离推出 Actua 2100、Genisys、Z402,第一次 运用了“3D 打印机”的称谓。 2005 年,Z Croporation 发布 Spectrum Z510,这是世界上第一台高精度五颜六色 3D 打印机;同一 年,英国巴恩大学的 Adrian Bowyer 建议开源 3D 打印机项目 RepRap,它的方针是作出“自我 仿制机”,经过 3D 打印机本身,能够制作出另一台 3D 打印机。 2008 年,第一版 RepRap 发布,代号“Darwin”,能够打印本身 50% 的元件,它的体积仅一个 箱子巨细。

  从这段开展前史中,咱们能够看出,跟着 3D 打印技能的品种变多,3D 打印机可选的 原资料规模也在变广,从树脂到塑料到陶瓷到金属。但是,最重要的是,3D 打印机的 价格在下降,1999 年 3D Systems 的 SLA 7000 要价 80 万美元,而公司今年年初推出的 Cube 要价仅 1299 美元。并且,Cube 功能不低,不只支撑五颜六色打印,还支撑无线连接, 免费供给规划软件,让平板电脑发挥规划的潜力。 除了 3D System 这样老牌的 3D 打印机出产商以外,一些新式的 3D 打印机出产商也把目 标放在“贱价 3D 打印机”上,比方 2009 年建立的 MakerBot,它的产品就只有 1749 美 元。不只如此,最近创建的 Soldoodle 所出产的 3D 打印机仅 499 美元(Basic 版)。而 在 Kickstarter 上,呈现了价格仅为 300 美元的 3D 打印机 Makibox。 个人电脑的遍及,也让 3D 打印机的价格下降。回忆前文中 SLA-250 的外观,咱们会发 现它便是一个作业站,不只包含了担任将物体打印出来的 3D 打印机部分,还有担任设 计的电脑部分。在 1988 年,电脑的价格不像现在这般廉价,也不如现在这般遍及,将 3D 打印机连同电脑一同卖给客户,是其时合理的挑选。但是,时至今日,电脑现已得 到了广泛的使用,并且功能有了长足的前进,3D 打印机不用连同电脑一同卖给客户, 价格天然得到了下降。此外,以往价格昂扬 3D 规划软件也有越来越多的价格低廉的替 代品,有些乃至是完全免费的开源软件,比方 123D、OpenSCAD、Tinkercard。这些因 素都让 3D 打印本钱得到下降。 跟着 3D 打印机的本钱越来越低,围绕着它所供给的服务也越来越多。最典型的,就像 参与 CES 2012 的 Sculpteo,它答应用户上传或直接在网站规划 3D 草图,然后公司将物 体打印出来之后,再快递到用户的手中(Sculpteo 还有商城等其它服务)。

  • 3D 打印的原资料扩展到金、银以及强度极高的钛,还 有不锈钢; • 德国 Voxljet 制作了尺度为 4m x 2m x 1m 的 3D 打印机; • Cornell 大学测验使用 3D 打印机直接打印出食物出来; • Exeter 大学的研讨人员,制作出以巧克力为原资料的 3D 打印机; • 哈佛大学的实验室开发能够完成生物细胞打印的设备; • 德国 Fraunhofer Institue 使用 3D 打印技能将血管给打印 了出来; • Loughborough 大学的一个研讨小组正在测验让混凝土成 为 3D 打印的原资料; • Organovo 开端研讨怎么使用 3D 打印机来打印人体器官。

  • 总结以上的趋势,那便是 3D 打印技能的部 署本钱越来越低,以现在的价格,简直每 个人都能够具有一台 3D 打印机。而跟着选 材规模越来越广,3D 打印机可制作的物品 越来越多,从轿车、飞机零件,到食物, 到人体器官等等。加之现在网络的兴旺, 每个人都能够建立一个像 Sculpteo 这样的网 站,按客户需求,个性化定制物品,让 “社会化制作”成为可能。