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五种常见3D打印技术及其优缺点对比

时间:2021-10-05 01:45作者:雅博体育app

本文摘要:3D打印机技术从狭义上来说主要是所指增材成型技术,从成型工艺上看3D打印机技术突破了传统成型方法通过较慢自动成型系统与计算机数据模型融合,需要任何可选的传统模具生产和机械加工就需要生产出有各种形状简单的原型,这使得产品的设计生产周期大大缩短,生产成本大幅度上升。

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3D打印机技术从狭义上来说主要是所指增材成型技术,从成型工艺上看3D打印机技术突破了传统成型方法通过较慢自动成型系统与计算机数据模型融合,需要任何可选的传统模具生产和机械加工就需要生产出有各种形状简单的原型,这使得产品的设计生产周期大大缩短,生产成本大幅度上升。常用3D打印机技术SLA(StereoLithographyApparatus,光敏树脂选择性烧结)SLS(SelectiveLaserSintering,粉末材料选择性激光工件)FDM(FusedDepositionModeling,熔融沉积)3DP(3ThreeDimensionPrinting,3D喷气打印机)PUG(Poly-Urethan-Guss,真空注型)1.SLA(光固化技术)立体光固化成型工艺(StereolithographyApparatus,SLA),又称立体光刻成型。该工艺最先由CharlesW.Hull于1984年明确提出并取得美国国家专利,是最先发展一起的3D打印机技术之一。CharlesW.Hull在取得该专利后两年之后正式成立了3DSystems公司并于1988年公布了世界上第一台商用3D打印机SLA-250。

SLA工艺也沦为了目前世界上研究尤为了解、技术尤为成熟期、应用于尤为普遍的一种3D打印机技术。图:SLA(光固化技术)原理图原理:液槽中不会再行盛满液态的光敏树脂,氦—镉激光器或氩离子激光器升空出有的紫外激光束在计算机的操控下按工件的分层横截面数据在液态的光敏树脂表面展开逐行有理扫瞄,这使扫瞄区域的树脂薄层产生聚合反应而烧结从构成工件的一个薄层。当一层树脂烧结完后,工作台将松动一个层薄的距离以使在原本烧结好的树脂表面上再行覆盖面积一层新的液态树脂,刮板将粘度较小的树脂液面风吹追然后再行展开下一层的激光扫描烧结。

SLA(光固化技术)的优缺点优点:1.成型过程自动化程度低。2.尺寸精度高。SLA原型的尺寸精度可以超过±0.1mm。

3.表面质量优良。4.系统分辨率较高,可以制作结构比较复杂的模型或零件。缺点:1.零件较难倾斜和变形,必须承托。

2.设备运转及确保成本较高。3.可用于的材料种类较较少。4.液态树脂具备气味和毒性,并且必须避光维护。

5.液态树脂烧结后的零件较脆、不易脱落。2.SLS(粉末工件技术)选择性激光工件工艺(SelectiveLaserSintering,SLS),该工艺最先是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于1989年在其硕士论文中明确提出的,随后C.R.Dechard创办了DTM公司并于1992年公布了基于SLS技术的工业级商用3D打印机Sinterstation。图:粉末工件技术原理图原理:再行使用压辊将一层粉末平铺到已成型工件的上表面,数控系统操纵激光束按照该层横截面轮廓在粉层上展开扫瞄太阳光而使粉末的温度升到熔融点,从而展开工件并于下面已成型的部分构建黏合。当一层横截面工件完了后工作台将上升一个层薄,这时压辊又不会均匀分布地在上面铺成一层粉末并开始新的一层横截面的工件,如此重复操作者必要工件几乎成型。

SLS(粉末工件技术)的优缺点优点:可必要制作金属制件(独特)。材料自由选择普遍。可生产简单构件或模具。

不必须减少基座承托。材料利用率缺点:样件表面坚硬,呈现出颗粒状。加工过程不会产生危害气体3.FDM(熔融沉积技术)熔融沉积成型工艺(FusedDepositionModeling,FDM)是时隔LOM工艺和SLA工艺之后发展一起的一种3D打印机技术。

该技术由ScottCrump于1988年发明者,随后ScottCrump创办了Stratasys公司。1992年,Stratasys公司发售了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者(3DModeler)”,这也标志着FDM技术步入商用阶段。图:FDM(熔融沉积技术)原理图原理:将丝状的热熔性材料展开冷却融化,通过具有识燃烧室的挤出机把材料挤出来。

喷嘴可以沿X轴的方向展开移动,工作台则沿Y轴和Z轴方向移动(当然有所不同的设备其机械结构的设计或许不一样),熔融的丝材被吸管后旋即不会和前一层材料黏合在一起。一层材料沉积后工作台将按预计的增量上升一个厚度,然后反复以上的步骤直到工件几乎成型。FDM(熔融沉积)的优缺点优点:整个系统结构原理和操作者非常简单,确保成本低,系统运营安全性。可以用于有毒的原材料,设备系统可在办公环境中加装用于。

工艺整洁、非常简单、更容易操作者且不产生垃圾。独特的水溶性承托技术,使得除去承托结构简单易行,可较慢建构瓶状或中空零件以及一次成型的组装结构件。原材料以材料卷的形式获取,更容易运送和较慢替换。

可搭配多种材料,如各种色彩的工程塑料ABS、PC、PPSF以及医用ABS等。缺点:成型精度比较SLA工艺较低,精度0.178mm。成型表面光洁度不如SLA工艺。

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成型速度比较较快。4.3DP(3D喷气打印机技术)聚合物喷气技术是以色列Objet公司于2000年初发售的专利技术,PolyJet技术也是当前尤为先进设备的3D打印机技术之一,它的成型原理与3DP有点类似于,不过喷气的不是粘合剂而是单体成型材料,如图所示为PolyJet聚合物喷气系统的结构:图:3DP(3D喷气打印机技术)原理图原理:3D打印机材料以超强薄层被喷气到建构架上上,用紫外线烧结,并且可以同时喷气两种有所不同机械特性的材料。已完成一层的喷气打印机和烧结后,设备内置的工作台不会极为精准地上升一个成型层薄,喷嘴之后喷气光敏单体材料展开下一层的打印机和烧结。

就这样一层相接一层,直到整个工件打印机制作已完成。3DP(3D喷气打印机技术)的优缺点优点:同时制作两种及以上材料组合件。皮革纹理明晰,特别是在合适内饰件批量生产(方向盘、电梯、CVT等)。

密封条、密封圈批量生产。重复使用制作简单分可调零件。

更加精细展现出细节。内外女友小模型制作。缺点:材料强度受限制5.PUG(真空注型技术)真空注型技术基于硅胶模而翻制样件的技术,硅胶模生产工艺是一种较为普及的较慢模具生产方法。由于硅胶模具有较好的柔性和弹性,需要制作结构复杂、花纹细致、无拔模斜度甚至具备倒拔模斜度以及具备浅凹槽类的零件,制作周期短,制件质量低。

PUG工艺流程图优点:小批量生产。工艺比较非常简单,不易操作者。只需简陋硅胶模,制作时间较短。

可选择多种材料。缺点:类批量材料在性能上受限制。不易再次发生自燃、缺料等表面缺失。

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