快速成型:从数字模型到物理产品的转化速度快,尤其对于小批量、多品种的产品生产,无需制作模具等复杂的前期准备工作,缩短了产品的研发和生产周期。例如,在新产品开发过程中,设计师可以快速打印出产品原型,进行功能测试和外观评估,及时发现问题并进行修改,加快产品上市速度。材料多样性:可使用的材料种类丰富,包括塑料、金属、陶瓷、复合材料、生物材料等。不同材料具有不同的物理、化学和机械性能,可以根据产品的使用要求选择合适的材料进行打印。例如,在医疗领域,可使用生物相容性材料打印人体组织和模型,用于手术规划和教学;在航空航天领域,可使用度金属材料打印轻量化的零部件,提高飞行器的性能。食品行业探索,打印个性化食品。SLS尼龙3D打印技术
按打印原理分类:
熔融沉积式(FDM):原理:使用丝状的热塑性材料,通过加热喷嘴将其熔化并逐层沉积在构建平台上。材料:聚乳酸()、ABS塑料等。特点:操作简单、成本较低,适合初学者和快速原型制作。
光固化(SLA、DLP、LCD):原理:使用特定波长的光束扫描液体感光树脂,使其逐层固化成型。材料:光敏树脂。特点:精度高、表面光滑,适用于珠宝、牙科模型等需要高精度和复杂细节的领域。
选择性激光烧结(SLS):原理:利用激光将粉末材料逐层烧结,形成实体。材料:尼龙、金属粉末、塑料粉末等。特点:能够打印度的金属和塑料材料,适合工业级打印。 上海大型产品3D打印航空航天领域利用3D打印制造复杂零部件和进行快速修复。
高温安全:
避免烫伤:3D 打印机的喷头在工作时温度较高,通常在 180℃-250℃之间,打印平台也可能会加热到几十摄氏度。在打印机运行过程中,不要触摸喷头和加热平台,以免烫伤。防止起火:打印过程中,要确保打印机周围没有易燃物,如纸张、塑料等。同时,不要在无人看管的情况下让打印机长时间运行,以防高温部件引发火灾。
机械安全:
注意运动部件:3D 打印机的传动部件,如皮带、齿轮、丝杆等,在运行时可能会夹住手指或衣物。在打印机运行过程中,不要随意触摸这些运动部件,避免发生机械伤害。正确维护设备:定期对打印机进行维护和保养,确保机械部件的正常运行。如发现部件磨损或松动,应及时更换或紧固,以防止因机械故障而引发安全问题。
早期构想与探索1859年,法国雕塑家弗朗索瓦・威廉姆(FrançoisWillème)申请了多照相机实体雕塑(photosculpture)的,这是3D扫描技术的早期雏形。1892年,法国人JosephBlanther提出使用层叠成型方法制作地形图的构想,这是增材制造技术基本原理的初步探索。1940年,Perera提出类似设想,通过沿等高线轮廓切割硬纸板并层叠成型制作三维地形图。
技术奠基与突破1972年,Matsubara在纸板层叠技术的基础上提出了使用光固化材料的方法,为后续的3D打印技术奠定了基础。1983年,美国科学家查尔斯・胡尔受紫外线使桌面涂料快速固化的启发,萌生了3D打印的想法,并发明了SLA(Stereolithography,液态树脂固化或光固化)3D打印技术,他将其称作立体平版印刷,3D打印技术由此正式诞生。1984年,立体光刻技术(SLA)正式发明,同年查尔斯・胡尔为该技术申请美国专利。1986年,查尔斯・胡尔获得了快速原型技术的,创建了STL文件格式,并开发出世界上台3D打印机,随后以这种技术为基础成立了世界上家3D打印设备公司3DSystems。 3D打印技术可实现个性化定制,如游戏手办和动画角色。
粉末床熔融类选择性激光烧结(SLS)原理:使用铺粉将一层粉末材料均匀铺在已成型零件的上表面,并将其加热到略低于该粉末的烧结温度。控制系统通过激光束在该层的截面轮廓上进行扫描,使粉末的温度升至熔点,实现烧结并与下面已成型的部分粘结在一起。完成一层后,工作台下降一层厚度,铺上新的一层均匀紧密的粉末材料,并重复上述过程,逐层堆积形成终的成品。材料:尼龙、金属粉末、PS粉、树脂砂等。选择性激光熔化(SLM)原理:与SLS类似,但在SLM中,使用的材料通常是金属粉末。激光束通过扫描金属粉末的截面轮廓,并将其加热到熔化温度,使粉末颗粒熔融在一起,形成固态金属零件。通过重复扫描和熔化新的粉末层,并将其与之前的层粘结在一起,逐层构建出金属零件。材料:钛合金、钴铬合金、不锈钢、铝合金等金属粉末。AR/VR技术与3D打印结合,提高设计效率和优化方案。SLS尼龙3D打印技术
3D打印满足个性化、定制化产品需求,如时尚配饰和鞋类。SLS尼龙3D打印技术
支撑去除:打印完成后,去除支撑材料的过程如果操作不当,可能会损坏打印产品的表面或结构,影响产品的外观和性能。特别是对于一些复杂形状和精细结构的产品,支撑去除需要更加小心谨慎。表面处理:表面处理工艺,如打磨、抛光、涂覆等,对产品的终质量和性能有重要影响。良好的表面处理可以提高产品的表面光洁度、降低粗糙度,增强产品的耐腐蚀性和耐磨性等性能。热处理和固化:对于一些需要进一步固化或热处理的材料,如光固化树脂、金属材料等,后处理过程中的固化温度、时间和热处理工艺等参数会影响材料的性能,进而影响产品的强度、硬度等性能指标。SLS尼龙3D打印技术