A. 3D打印技术的主要工艺流程
1. 熔融沉积成型(Fused deposition modeling FMD)
FMD可能是目前应用最广泛的一种工艺,很多消费级的3D打印机都是采用的这种工艺,因为它实现起来相对容易。
流程简单概括为
①FMD加热头把热熔性材料(ABS,PA,POM)加热到临界状态,使其呈现半流体状态
②加热头会在软件控制下沿CAD确认的二维几何轨迹运动,同时喷头将半流动状态的材料挤压出来
③材料瞬时凝固形成有轮廓形状的薄层.
这个过程与二维打印机的打印过程很相似,只不过从打印头出来的不是油墨,而是ABS树脂等材料的熔融物,同时由于3D打印机的打印头或底座能够在垂直方向移动,所以它能让材料逐层进行快速堆积,并每层都是CAD模型确定的轨迹打印出形状,所以最终能够打印出设计好的三维物体。
2.光固化立体成型(Stereolithography,SLA)
这种工艺简称“光固化”,该工艺的基础是能在紫外光照射下产生聚合反应的光敏树脂。
流程简单概括为
①在电脑控制下,紫外激光会沿着零件各分层截面轮廓
②对液态树脂进行逐点扫描
③被扫描到的树脂薄层会产生聚合反应,由点逐渐形成线
④最终形成零件的一个薄层的固化截面,而未被扫描到的树脂保持原来的液态。
当一层固化完毕,升降工作台移动一个层片厚度的距离,在上一层已经固化的树脂表面再覆盖一层新的液态树脂,用以进行再一次的扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上,如此循环往复,直到整个零件原型制造完毕。
3、选择性激光烧结(SLS)
SLS 工艺与上面提到的SLA 光固化工艺还有相似之处。
即都需要借助激光将物质固化为整体。不同的是,SLS工艺使用的是红外激光束,材料则由光敏树脂变成了塑料、蜡、陶瓷、金属或其复合物的粉末。
流程简单概括为
①先将一层很薄(亚毫米级)的原料粉未铺在工作台上
②接着在电脑控制下的激光束通过扫描器以一定的速度和能量密度,按分层面的二维数据扫描
③激光扫描过的粉末就烧结成一定厚度的实体片层,未扫描的地方仍然保持松散的粉末状
④ 一层扫描完毕,随后对下一层进行扫描。先根据物体截层厚度升降工作台,铺粉滚筒再次将粉末铺平,然后再开始新一层的扫描。
如此反复,直至扫描完所有层面。去掉多余粉末,再经过打磨、烘干等适当的后处理,即可获得零件。
4、三维印刷工艺(3D printing,3DP)3DP
这种3D打印技术的工作方式和传统的二维喷墨打印最为接近。和上面提到的SLS工艺相同,3DP技术也是通过将粉末粘结成整体来制作零部件,但是它不是通过激光熔融的方式粘结,而是通过喷头喷出的粘结剂来完成粘结工作。
流程简单概括为
①喷头在电脑控制下,按照模型截面的二维数据运行
②选择性地在相应位置喷射粘结剂,最终构成层。
③在每一层粘结完毕后,成型缸下降一个等于层厚度的距离,供粉缸上升一段高度,推出多余粉末,并由铺粉辊推到成型缸,铺平再被压实。
如此循环,直至完成整个物体的粘结。
3DP技术作为3D打印技术之一,是继SLS、FDM等应用最为广泛的快速成型工艺技术后发展前景最为看好的一项快速成型技术。凭借快捷、适用范围广、精细度高等独特的优势,3DP技术得到很多优秀的3D打印行业公司的关注。
B. 立体光固化成形与选择性激光烧结成形工艺原理相同吗
立体光固化展先于选择性激光烧结成型工艺是不弄的的
C. 激光快速成型的特点有哪些
据我们所了解,激光快速成型(Laser Rapid Prototyping:LRP)是将CAD、CAM、CNC、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成的一种全新制造技术。立体光造型(SLA)技术。SLA技术又称光固化快速成形技术,其原理是计算机控制激光束对光敏树脂为原料的表面进行逐点扫描,被扫描区域的树脂薄层(约十分之几毫米)产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层。工作台下移一个层厚的距离,以便固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,进行下一层的扫描加工,如此反复,直到整个原型制造完毕。
由于光聚合反应是基于光的作用而不是基于热的作用,故在工作时只需功率较低的激光源。此外,因为没有热扩散,加上链式反应能够很好地控制,能保证聚合反应不发生在激光点之外,因而加工精度高 ),表面质量好,原材料的利用率接近100%,能制造形状复杂、精细的零件,效率高。对于尺寸较大的零件,则可采用先分块成形然后粘接的方法进行制作。选择性激光烧结(SLS)技术。SLS技术与SLA技术很相似,只是用粉末原料取代了液态光聚合物,并以一定的扫描速度和能量作用于粉末材料。该技术具有原材料选择广泛、多余材料易于清理、应用范围广等优点,适用于原型及功能零件的制造。在成形过程中,激光工作参数以及粉末的特性和烧结气氛是影响烧结成形质量的重要参数。激光薄片叠层制造(LOM)技术。LOM工艺又称为分层实体制造,是一种常用来制作模具的新型快速成形技术。起原理是先用大功率激光束切割金属薄片,然后将多层薄片叠加,并使其形状逐渐发生变化,最终获得所需原型的立体几何形状。LOM技术制作冲模,其成本约比传统方法节约1/2,生产周期大大缩短。用来制作合模、薄料模、级进模等,经济效益也甚为显著,该技术在国外已经得到了一定的使用。虽然LOM工艺在快速原型市场中层位居第二位,但由于成本价格高、精度低,材料浪费,系统设备比较复杂,工作性能不稳定等缺点导致其地位日益下降。
D. 3D打印技术可分为几种类型都是如何成型的
很多朋友可能对其他类型的3D打印技术了解不多。他们可能听说最多的是FDM和SLA,但不要以为只有这两种类型的3D打印技术。接下来,我们将介绍其他类型的3D打印技术。熔融挤出成型(FDM)工艺的材料通常是热塑性材料,如蜡、ABS、PC、尼龙等,以线材送入。材料在喷嘴中被加热并融化。喷嘴沿着零件的截面线和填充轨道移动,并挤出熔化的材料,材料迅速凝固并与周围的材料结合在一起。每一层都沉积在前一层的上面,从而定位和支持当前的层。
SLA工艺将特定强度的激光聚焦在3D打印材料的表面,使其固化成型。SLA成型是一个从点到线、从线到面的过程。与SLA不同,DLP技术主要使用DLP投影,将激光聚焦在3D打印材料的表面。所以DLP模型的打印速度更快。
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E. 为什么光固化和熔融沉积技术必须要生成支撑,而选择性激光烧结不需要
因为粉床上未被烧结的部分成为烧结部分的支撑结构,因而无需考虑支撑系统(硬件和软件
F. 简述四种快速成行技术的原理及应用
四种快速成行技术主要工艺有四种基本类型:光固化成型法、分层实体制造法、选择性激光烧结法和熔融沉积制造法。
1、光固化成形
SLA(Stereo lithography Apparatus)工艺也称光造型、立体光刻及立体印刷,其工艺过程是以液态光敏树脂为材料充满液槽,由计算机控制激光束跟踪层状截面轨迹,并照射到液槽中的液体树脂,而使这一层树脂固化,之后升降台下降一层高度,已成型的层面上又布满一层树脂,然后再进行新一层的扫描,新固化的一层牢固地粘在前一层上,如此重复直到整个零件制造完毕,得到1个三维实体模型。该工艺的特点是:原型件精度高,零件强度和硬度好,可制出形状特别复杂的空心零件,生产的模型柔性化好,可随意拆装,是间接制模的理想方法。缺点是需要支撑,树脂收缩会导致精度下降,另外光固化树脂有一定的毒性而不符合绿色制造发展趋势等。
2、分层实体制造
LOM(Laminated Object Manufacturing)工艺或称为叠层实体制造,其工艺原理是根据零件分层几何信息切割箔材和纸等,将所获得的层片粘接成三维实体。其工艺过程是:首先铺上一层箔材,然后用CO,激光在计算机控制下切出本层轮廓,非零件部分全部切碎以便于去除。当本层完成后,再铺上一层箔材,用滚子碾压并加热,以固化黏结剂,使新铺上的一层牢固地粘接在已成形体上,再切割该层的轮廓,如此反复直到加工完毕,最后去除切碎部分以得到完整的零件。该工艺的特点是工作可靠,模型支撑性好,成本低,效率高。缺点是前、后处理费时费力,且不能制造中空结构件。
3、选择性激光烧结
SLS(Selective Laser Sintering)工艺,常采用的材料有金属、陶瓷、ABS塑料等材料的粉末作为成形材料。其工艺过程是:先在工作台上铺上一层粉末,在计算机控制下用激光束有选择地进行烧结(零件的空心部分不烧结,仍为粉末材料),被烧结部分便固化在一起构成零件的实心部分。一层完成后再进行下一层,新一层与其上一层被牢牢地烧结在一起。全部烧结完成后,去除多余的粉末,便得到烧结成的零件。该工艺的特点是材料适应面广,不仅能制造塑料零件,还能制造陶瓷、金属、蜡等材料的零件。造型精度高,原型强度高,所以可用样件进行功能试验或装配模拟。
4、熔融沉积成形
FDM(Fused Deposition Manufacturing)工艺又称为熔丝沉积制造,其工艺过程是以热塑性成形材料丝为材料,材料丝通过加热器的挤压头熔化成液体,由计算机控制挤压头沿零件的每一截面的轮廓准确运动,使熔化的热塑材料丝通过喷嘴挤出,覆盖于已建造的零件之上,并在极短的时间内迅速凝固,形成一层材料。之后,挤压头沿轴向向上运动一微小距离进行下一层材料的建造。这样逐层由底到顶地堆积成一个实体模型或零件。该工艺的特点是使用、维护简单,成本较低,速度快,一般复杂程度原型仅需要几个小时即可成型,且无污染。
G. 3D打印技术中 粘结剂喷射技术与激光烧结技术的主要区别
3D打印技术中 粘结剂喷射技术与激光烧结技术的主要区别:
粘结剂喷射技术,一般是喷射UV(紫外光固化)树脂,浸润无机粉末并依靠紫外光源固化;
激光烧结是靠激光的能量将塑料或金属粉末烧结。
H. 3D打印有哪些种类它们是怎么工作的
虽然说这个问题随便问下度娘就能得到满意的答案,但既然问了,就回答下吧。
目前主流的3D打印技术的制作工艺大致分为以下几种:
1.熔融沉积式(Fused deposition modeling,FDM)材料为热塑性塑料、共晶系统金属等;
FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化,同时三维喷头在计算机的控制下,根据截面轮廓信息,将材料选择性地涂敷在工作台上,快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后,机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层,直至形成整个实体造型。其成型材料种类多,成型件强度高、精度较高,主要适用于成型小塑料件。
2.立体平版印刷(Stereolithography,SLA)材料为液态光敏树脂(photopolymer)【!网上有说法说是光硬化树脂,其实不老正确,应为目前有能打印柔性树脂的设备,所以最多能说是光固化树脂】;
SLA立体平版印刷技术以光敏树脂为原料,通过计算机控制激光按零件的各分层截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描,被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层。一层固化完成后,工作台下移一个层厚的距离,然后在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,直至得到三维实体模型。该方法成型速度快,自动化程度高,可成形任意复杂形状,尺寸精度高,主要应用于复杂、高精度的精细工件快速成型。
3.数字光处理(Digital Light Processing,DLP)材料为液态光敏树脂(photopolymer);
DLP激光成型技术和SLA立体平版印刷技术比较相似,不过它是使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,由于每层固化时通过幻灯片似的片状固化,因此速度比同类型的SLA立体平版印刷技术速度更快。该技术成型精度高,在材料属性、细节和表面光洁度方面可匹敌注塑成型的耐用塑料部件。
4.选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)材料为热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末;
SLS选区激光烧结技术是通过预先在工作台上铺一层粉末材料(金属粉末或非金属粉末),然后让激光在计算机控制下按照界面轮廓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。该方法制造工艺简单,材料选择范围广,成本较低,成型速度快,主要应用于铸造业直接制作快速模具。
此外,还有CJP(以前叫3DP)、SLM、LOM等等,但是广泛应用的还是以上的 4 种。卤煮感兴趣可自行问度娘。