广州国际3D打印展览会即将在2024年3月4-6日在中国进出口商品交易会展馆B区举行。邀您关注今日3D打印展新资讯:
3D打印机的打印过程是一种先进的制造技术,它可以通过逐层堆积材料来制造出三维物体。下面就让我们来简述一下3D打印机的打印过程。
设计3D模型。在进行3D打印之前,需要先使用计算机辅助设计(CAD)软件进行设计。设计人员可以使用CAD软件来创建一个三维模型,或者使用已有的模型进行修改,以满足特定的需求。
将设计好的模型转化为可打印的文件。当模型设计完成后,需要使用计算机辅助制造(CAM)软件将其转化为可打印的文件格式,如.STL文件。这个文件包含了模型的几何形状和表面细节等信息。
准备打印材料。根据需要打印的物体的特性,选择合适的打印材料。常见的打印材料包括塑料、金属、陶瓷等。确保选择的材料符合所需的物理和化学特性。
设置3D打印机。将打印材料放入3D打印机的打印室中,并根据所用材料和模型的特性设置打印机的参数,如温度、打印速度等。还需要为打印过程选择适当的支撑结构,以确保模型能够正确地打印出来。
开始打印。一切准备就绪后,开始打印过程。3D打印机会按照层叠的方式,从底部向上逐层地堆叠材料,以创建出一个完整的三维模型。这个过程通常需要一些时间,具体的时间取决于模型的复杂程度和所用材料的特性。
完成打印并进行后处理。当打印过程完成后,取出打印好的物体。有些情况下,还需要进行一些后处理工作,如去除支撑结构、砂光和上漆等,以获得更加光滑和精细的表面。
3D打印机的打印过程是一种先进的制造技术,通过逐层堆积材料来制造出三维物体。从设计模型到打印材料的选择,再到设置打印机参数以及最终的打印和后处理,每个步骤都需要经过精心的计划和操作。3D打印的应用前景广阔,正在为各行各业带来创新和便利。
3D打印的基本流程如下:1. 数字化设计:使用计算机辅助设计(CAD)或其他软件来创建或获取一个3D模型,以后的所有操作都将根据这个模型进行。2. 选择打印材料:选择合适的3D打印材料,例如塑料、金属、陶瓷、木材等。3. 模型切片:使用3D打印软件将3D模型切片成一个个层,每一层都会用到打印机进行打印。4. 上传文件:将切片好的文件上传到3D打印机,设置打印参数,如打印速度、温度、材料型号等。5. 打印:启动3D打印机,让它自动执行打印任务。打印机将按照预设的路径和参数进行打印,逐层累积生产模型。6. 后处理:将打印出来的模型从打印平台上取下来,完成去除支架、研磨、喷漆等后处理工作。以上就是3D打印的基本流程,但实际应用中也可能根据需求有所变化。
3D打印机(3D Printers),又称三维打印机,是快速成型的一种工艺设备。
2016年2月3日讯,中国科学院福建物质结构研究所3D打印工程技术研发中心林文雄课题组在国内首次突破了可连续打印的三维物体快速成型关键技术,并开发出了一款超级快速的连续打印的数字投影(DLP)3D打印机。
该3D打印机的速度达到了创记录的600mm/s,可以在短短6分钟内,从树脂槽中“拉”出一个高度为60mm的三维物体,而同样物体采用传统的立体光固化成型工艺(SLA)来打印则需要约10个小时,速度提高了足足有100倍!3D打印实现太空工业化。3d打印机的技术原理:3D打印机又称三维打印机(3DP),是一种累积制造技术,即快速成形技术的一种机器,它是一种数字模型文件为基础,运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。
逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中,机器会按照程序把产品一层层造出来。
3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料,堆叠薄层的形式有多种多样,可用于打印的介质种类多样,从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质,令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。
1、有些3D打印机使用“喷墨”的方式。即使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上,此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离,以供下一层堆叠上来。
2、还有的使用一种叫做“熔积成型”的技术,整个流程是在喷头内熔化塑料,然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。
3、还有一些系统使用一种叫做“激光烧结”的技术,以粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层,熔铸成指定形状,然后由喷出的液态粘合剂进行固化。
4、有的则是利用真空中的电子流熔化粉末微粒,当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时,介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸,最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。
3D打印的主流工艺流程。1、熔融沉积造型(Fused deposition modeling,FDM)FDM 可能是目前应用最广泛的一种工艺,很多消费级3D 打印机都是采用的这种工艺,因为它实现起来相对容易:FDM加热头把热熔性材料(ABS树脂、尼龙、蜡等)加热到临界状态,使其呈现半流体状态,然后加热头会在软件控制下沿CAD 确定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,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累积,并且每层都是CAD
模型确定的轨迹打印出确定的形状,所以最终能够打印出设计好的三维物体。2、光固化立体造型(Stereolithography,SLA)据维基百科记载,1984年的第一台快速成形设备采用的就是光固化立体造型工艺,现在的快速成型设备中,以SLA的研究最为深入,运用也最为广泛。平时我们通常将这种工艺简称“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。与其它3D 打印工艺一样,SLA 光固化设备也会在开始“打印”物体前,将物体的三维数字模型切片。然后电脑控制下,紫外激光会沿着零件各分层截面轮廓,对液态树脂进行逐点扫描。被扫描到的树脂薄层会产生聚合反应,由点逐渐形成线,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。SLA 工艺的特点是,能够呈现较高的精度和较好的表面质量,并能制造形状特别复杂(如空心零件)和特别精细(如工艺品、首饰等)的零件。3、选择性激光烧结(SLS)数字模型分层切割与逐层制造是3D 打印工艺的基础,这里往后就不再赘述了。SLS 工艺与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。先将一层很薄(亚毫米级)的原料粉未铺在工作台上,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。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。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。目前应用此工艺时,以蜡粉末及塑料粉末作为原料较多,而用金属粉或陶瓷粉进行粘接或烧结的工艺尚未实际应用。4、层片叠加制造(Laminated object manufacturing,LOM)在层片叠加制造工艺中,机器会将单面涂有热溶胶的箔材通过热辊加热,热溶胶在加热状态下可产生粘性,所以由纸、陶瓷箔、金属箔等构成的材料就会粘接在一起。上方的激光器按照CAD 模型分层数据,用激光束将箔材切割成所制零件的内外轮廓。然后再铺上新的一层箔材,通过热压装置将其与下面已切割层粘合在一起,激光束再次切割。然后重复这个过程,直至整个零部件打印完成。不难发现,LOM 工艺还是有传统切削的影子。只不过它不是用大块原材料进行整体切削,而是将原来的零部件模型分割为多层,然后进行逐层切削。5、三维印刷工艺(3D printing,3DP)
三维印刷,也称三维打印。维基百科显示,1989年,麻省理工的Emanuel M. Sachs和John S.
Haggerty等在美国申请了三维印刷技术的专利,之后Emanuel M. Sachs和John S.
Haggerty又多次对该技术进行完善,并最终形成了今天的三维印刷工艺。从工作方式来看,三维印刷与传统二维喷墨打印最接近。与SLS 工艺一样,3DP 也是通过将粉末粘结成整体来制作零部件,不同之处在于,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。喷头在电脑控制下,按照模型截面的二维数据运行,选择性地在相应位置喷射粘结剂,最终构成层。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
3d打印的累积技术工艺技术包括以下几点:
1、FDM:熔融沉积快速成型,主要材料ABS和PLA。熔融挤出成型(FDM)工艺的材料一般是热塑性材料,如蜡、ABS、PC、尼龙等,以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动,同时将熔化的材料挤出,材料迅速固化,并与周围的材料粘结。每一个层片都是在上一层上堆积而成,上一层对当前层起到定位和支撑的作用。
2、SLA:光固化成型,主要材料光敏树脂。
光固化成形是最早出现的快速成形工艺。其原理是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。这种液态材料在一定波长(x=325nm)和强度(w=30mw)的紫外光的照射下能迅速发生光聚合反应, 分子量急剧增大, 材料也就从液态转变成固态。
光固化成型是目前研究得最多的方法,也是技术上最为成熟的方法。一般层厚在0.1到0.15mm,成形的零件精度较高。
3、3DP:三维粉末粘接,主要材料粉末材料,如陶瓷粉末、金属粉末、塑料粉末。
三维印刷(3DP)工艺是美国麻省理工学院Emanual Sachs等人研制的。E.M.Sachs于1989年申请了3DP(Three-Dimensional Printing)专利,该专利是非成形材料微滴喷射成形范畴的核心专利之一。3DP工艺与SLS工艺类似,采用粉末材料成形,如陶瓷粉末,金属粉末。
4、SLS:选择性激光烧结,主要材料粉末材料。
SLS工艺又称为选择性激光烧结,由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R. Dechard于1989年研制成功。SLS工艺是利用粉末状材料成形的。将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面,并刮平;用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面;材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起,得到零件的截面,并与下面已成形的部分粘接;当一层截面烧结完后,铺上新的一层材料粉末,选择地烧结下层截面。
5、LOM:分成实体制造,主要材料纸、金属膜、塑料薄膜。
LOM工艺称为分层实体制造,由美国Helisys公司的Michael Feygin于1986年研制成功。该公司已推出LOM-1050和LOM-2030两种型号成形机。LOM工艺采用薄片材料,如纸、塑料薄膜等。片材表面事先涂覆上一层热熔胶。
6、PCM:无模铸型制造技术
无模铸型制造技术(PCM,Patternless Casting Manufacturing)是由清华大学激光快速成形中心开发研制。该将快速成形技术应用到传统的树脂砂铸造工艺中来。首先从零件CAD模型得到铸型CAD模型。由铸型CAD模型的STL文件分层,得到截面轮廓信息,再以层面信息产生控制信息。
3D打印技术过程原理:3D打印机在设计文件指令的引导下,先喷出固体粉末或熔融的液态材料,使其固化为一体特殊的平面薄层。第一层固化后,3D打印机打印头返回,在第一层外部形成另一薄层。第二层固化后,打印头再次返回,并在第二层外部形成另一薄层。如此往复,最终薄层累积成为三维物体。与传统制造机器那样通过切割或模具塑造制造物品的方法不同,3D打印机通过层层堆积形成实体物品的方法从物理的角度扩大了数字概念的范围。对于要求具有精确对内部凹陷或互锁部分的形状设计,3D打印机是首选的加工设备,它可以将这样的设计在实体世界中实现。由于打印精度高,打印出的模型品质自然不错。除了可以表现出外形曲线上的设计,结构以及运动部件也不在话下。3D打印带来了世界性制造业革命,以前是部件设计完全依赖于生产工艺能否实现,而3D打印机的出现,将会颠覆这一生产思路,这使得企业在生产部件的时候不再考虑生产工艺问题,任何复杂形状的设计均可以通过3D打印机来实现。3D打印无需机械加工或模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体, 从而极大地所缩短了产品的生产周期,提高了生产率。尽管仍有待完善,但3D打印技术市场潜力巨大,势必成为未来制造业的众多突破技术之一。
文章来源:百度
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