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3D打印手板工藝介紹

3D打印發展迅速,如果有近30年工業技術發展榜單的話,那麽,3D打印手板無疑將榜上有名。從上世紀80年代3D打印發明出來至今已經有30多年的曆史;從簡單的演示用,3D打印手板到現在已經廣泛應用到了工業、醫療、建築、影視、動漫和航空等多種行業;從最初的一種工藝一種材料到如今超過十種的工藝,幾十種材料。今天就介紹一下,3D打印發展至今,加工模型手板手辦的工藝有哪些?

1、Fused Deposition Modeling (FDM)熔融沉積成型3D打印技術

這算是元老級的3D打印技術了。熔融沉積成型(FDM)是一種增材製造技術,是軟件數學分層的定位模型構建,通過加熱層擠出熱塑性纖維。適用於幾乎任何形狀和尺寸的複雜幾何建築耐用部件,FDM是唯一的3D打印過程中使用的材料如ABS、聚碳酸酯和pc-iso,ULTEM 9085。這意味著FDM可以創建卓越的熱穩定性和耐化學性,並有良好的強度重量比。如果需要,可以生成支撐結構。該機技術可以將多種材料來實現不同的目標:例如,可以使用一種材料來建立模型,使用另一種可溶性的支撐結構,也可以使用相同的模型在相同類型的熱塑性多顏色。

通常猫咪全新地址看到的小型桌麵級3D打印機,也是FDM的技術原理,隻不過是另一個叫法,融長絲製造fused filament fabrication (FFF)

FDM提供範圍廣泛的耐用熱塑性塑料具有獨特的特性使其成為理想的許多行業。

e鍵打印用FDM打印的材料有:工業級PLA、桌麵級PLA、桌麵級-abs塑料、FDM-2 (工程ABS料) 、FDM-3 (工程PC料)、柔性PLA、木質材料。

3D打印手板工藝介紹

2、Stereolithography (SLA)光固化快速成型3D打印技術;

sla光固化快速成型是一種增材製造過程中,通過紫外線(UV)激光在一大桶光致聚合物樹脂。借助計算機輔助製造、計算機輔助設計軟件(CAD/CAM),紫外激光用於繪製一個預編程的設計或形狀上的光致還原表麵。因為光聚合物感光在紫外線的照射下,樹脂固化後形成一層所需的3D對象。這個過程是每一層的設計重複直到3D對象是完整的。

SLA可以說是現在最流行的打印方式,SLA工藝打印光敏樹脂應用很廣。光敏樹脂性價比更高,現在e鍵打印的客戶大部分也是選這種材料打印的。SLA光敏樹脂可以用來打印手板驗證功能和外觀,也可以打印動漫手辦,上色之後直接可以拿來收藏。

e鍵打印用SLA打印的材料有:SLA-A、SLA-1(進口光敏樹脂14120)、SLA-2(進口光敏樹脂8000)、SLA-3(光敏樹脂耐220度高溫材料)、SLA-5 (高韌性類ABS光敏樹脂)、半透明光敏樹脂、全透明光敏樹脂、陶瓷(氧化鋯)。

3、Selective laser sintering (SlS)選擇性激光燒結3D打印技術;

SLS選擇性激光燒結SLS快速成型技術,創造堅韌和幾何形狀複雜的部件。采用高功率CO2激光熔化或燒結粉末熱塑性塑料增材製造層技術,SLS涉及高功率的使用激光例如,一個二氧化碳激光器)融合的小顆粒塑料或金屬粉成一團,有一個理想的三維形狀。激光選擇性地將粉末材料通過掃描截麵的三維數字描述的部分產生的(例如從計算機輔助設計文件或掃描數據)在粉床表麵。在每個橫截麵掃描,粉末床是由一層厚度降低,一層新材料的應用上,並重複該過程,直到部分完成。

SLS的一個關鍵優勢是,作為一個部分,它是包裹在粉。這消除了需要支持結構和允許複雜的幾何形狀。SLS生產零件強度好,水和氣密性,耐熱,還可以添加特殊的材料如鋁填充和玻纖填充尼龍PA12係列。

e鍵打印用SLS打印的材料有:SLS-1 (進口1171尼龍)、SLS-2 (1171尼龍+GF40%玻纖)、SLS-3 (惠普高複用尼龍)。

4、DLP數碼影像投射3D打印技術;

DLP數碼影像投射3D打印技術 是一種上下移動的Z軸,采用像素點獨立控製,掩模投影分層堆積高品質高精度立體化處理過程。

e鍵打印用SLS打印的材料有:DLP-進口紅蠟打印、DLP-進口藍蠟打印、德國DLP醫用光敏樹脂 (沙色牙模)、德國DLP醫用光敏樹脂 (黑白透明)

5、Direct Metal Laser Sintering(DMLS)直接金屬激光燒結3D打印技術;

直接金屬激光燒結(DMLS)是一種增材製造技術,采用高達200瓦的Yb精密、高功率激光微焊接20或30微米的薄層金屬粉末和合金粉末層,一層完成後,燒結部分下降到粉床平台。在構建室麵積、有料平台、搭建平台和用於移動的新粉在打造平台,這樣一層又一層,直接從三維CAD數據全自動創建的全功能的金屬部件。金屬3D打印的技術還有:EBM電子束3D打印技術。

6、PolyJet 紫外(UV)光固化噴射的液體感光樹脂3D打印技術;

PolyJet 3D打印技術,是一種紫外(UV)光固化噴射的液體感光樹脂薄為16微米(0.0006μm)的薄層來逐層增加建立模型。並以極複雜的幾何形狀,逼真的細節,和光滑的表麵。你甚至可以將多個材料、多個顏色和不同硬度,一次性打印創造在同一個成型零件和模型。PolyJet快速成型工藝采用高分辨率噴墨技術生產的零件的快速濟–是演示模型,一個極好的選擇。

7、MJP多噴嘴噴墨高解析度逐層堆疊3D打印技術;

MJP多噴嘴噴墨3D打印技術是采用壓電噴射打印高解析度逐層堆疊或者光固化塑料樹脂或蠟鑄造材料層。提供最高的Z軸分辨率層的厚度為16微米,打印高精準的精細零件。

8、CJP彩色噴墨3D打印技術;

CJP彩色噴墨3D打印技術是采用滾筒推送複合粉到建模平台上,均勻鋪上很薄一層,同時打印頭噴射透明液體粘合劑固化複合粉成,而彩色噴墨打印頭將彩色粘合劑有選擇噴射在鋪好的粉材上,然後建模平台一層一層降低,反複這個動作,直到模型完成。

9、3DPThree Dimensional Printing(三維打印)

這才是真正的3D打印!因為這種技術和平麵打印非常相似,連打印頭都是直接用平麵打印機的。和SLS類似,這個技術的原料也是粉末狀的。典型的3DP打印機有兩個箱體。如上圖所示,左邊為儲粉缸,右邊為成型缸。打印時,左邊會上升一層(一般為0.1mm),右邊會下降一層,滾粉輥把粉末從儲粉缸帶到成型缸,鋪上厚度為0.1mm的粉末。打印機頭根據電腦數據把液體打印到粉末上。(平麵打印機的Y軸是紙在動,而3DP的Y軸是打印頭在動)液體要麽是粘合劑要麽是水(用於激活粉末中粉狀粘合劑)。

10、DED多層激光熔覆( Direct Metal Deposition )

相當於多層激光熔覆,利用激光或其它能源在材料從噴嘴輸出時同步熔化材料,凝固後形成實體層,逐層疊加,最終形成三維實體零件。DED的成型精度較低,但是成型空間不受限製,因而常用於製作大型金屬零件的毛坯。

11、LOM薄板層壓成型( Layered Object Manufacturing )

基本原理:利用激光等工具逐層麵切割、堆積薄板材料,最終形成三維實體。利用紙板、塑料板和金屬板可分別製造出木紋狀零件、塑料零件和金屬零件。各層紙板或塑料板之間的結合常用粘接劑實現,而各層金屬板直接的結合常用焊接(如熱釺焊、熔化焊或超聲焊接)和螺栓連接來實現。最大缺點:做不了太複雜的零件,材料範圍很窄,每層厚度不可調整,精度有限。

3D打印手板優勢:

1、僅需幾個小時至幾十個小時即可完成一套或幾套原型樣件的製造,產品研發周期可以縮短40%以上;

2、無需機加工、翻模或開模,可直接快速打印原型樣件,大大降低產品研發成本;

3、尺寸精度可滿足工業級裝配要求,塑料樣件尺寸精度可達±0.1mm,金屬樣件尺寸精度可達±20μm;

4、 塑料樣件選用優質的尼龍12工程塑料材料,具有高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐溫等出色性能。

5、快速樣件可滿足多種條件苛刻的測試要求,例如風洞試驗(3000轉/分鍾),水壓及流量測試(萬次以上)

6、可加工各種複雜曲麵及異形結構,一次性加工完成

隨著現代加工技術的進步,3D打印手板的製作技術越來越完善,手板製作的成本也在不斷下降,在此基礎上,應更加要重視手板模型在工業設計整個流程中的作用,使其積極因素充分得以發揮,提高設計效率,降低研發風險,使工業設計整體水平得到更大的提高。