3D打印技术解读(一)
小印
2021-07-03
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  3D打印实际上是一个包含一组3D打印技术的总称。2015年ISO/ASTM52900标准建立,旨在标准化所有术语和归类不同类型的3D打印机。共确定并建​​立了七种不同类别的增材制造工艺。这七种3D打印工艺带来了当今3D打印机使用的11种不同类型的3D打印技术。

 

3D打印工艺:材料挤压

  材料挤出是一种3D打印过程,其中将固体热塑性材料的细丝推过加热的喷嘴,在此过程中将其熔化。打印机沿着预定路径将材料沉积在构建平台上,在那里灯丝冷却并固化以形成固体物体。

  3D打印技术的类型:熔融沉积建模(FDM),有时称为熔融长丝制造(FFF)

  材料:热塑性长丝(PLA、ABS、PET、PETG、TPU)

  尺寸精度:±0.5%(下限±0.5mm)

  常见应用:电气外壳;形状和配合测试;夹具和固定装置;熔模铸造模式

  优点:最佳表面光洁度;全彩和多种材料可供选择

  缺点:易碎,机械零件不可持续;用于视觉目的的成本高于SLA/DLP

  熔融沉积建模(FDM)

  材料挤出设备是世界上最常见且最便宜的3D打印技术类型。您可能熟悉它们作为熔融沉积建模或FDM。它们有时也称为熔丝制造或FFF。

  它的工作方式是将一卷细丝装入3D打印机并送入挤出头中的打印机喷嘴。打印机喷嘴被加热到所需温度,然后电机推动灯丝通过加热的喷嘴,使其熔化。

  然后打印机沿着指定的坐标移动挤出头,将熔化的材料放在构建板上,在那里它冷却并固化。

  一层完成后,打印机继续铺设另一层。重复这种打印横截面的过程,一层又一层地构建,直到物体完全成型。

根据对象的几何形状,有时需要添加支撑结构,例如,如果模型具有陡峭的悬垂部分。

 

3D打印工艺:桶聚合

  桶聚合是一种3D打印过程,其中光源选择性地固化桶中的光聚合物树脂。Vat聚合的两种最常见形式是SLA(立体光刻)和DLP(数字光处理)。

  这些类型的3D打印技术之间的根本区别在于它们用于固化树脂的光源。与DLP打印机使用的体素方法相比,SLA打印机使用点激光。

  材料:光敏树脂(标准、可浇注、透明、耐高温)

  尺寸精度:±0.5%(下限±0.15mm)

  常见应用:注塑类聚合物原型;珠宝(投资铸造);牙科应用;助听器

  优点:表面光洁度好;精细功能细节

  缺点:脆,不适合做机械零件

  3D打印技术的类型

  立体光刻(SLA)

  SLA拥有作为世界上第一个3D打印技术的历史地位。Stereolithography由ChuckHull于1986年发明,他为该技术申请了专利并创立了3DSystems公司以将其商业化。

  SLA打印机使用反射镜,称为检流计或振镜,一个位于X轴上,另一个位于Y轴上。这些振镜快速将激光束对准一桶树脂,选择性地固化和固化该建筑区域内物体的横截面,逐层构建。

  大多数SLA打印机使用固态激光器来固化零件。这些使用点激光的3D打印技术的缺点是,与DLP相比,跟踪对象的横截面可能需要更长的时间。

  数字光处理(DLP)

  看看数字光处理机器,这些类型的3D打印技术几乎与SLA相同。主要区别在于,DLP使用数字光投影仪一次性闪烁每一层的单个图像(或为较大的部分闪烁多次)。

  由于投影仪是数字屏幕,每一层的图像都是由方形像素组成,从而形成一个由称为体素的小矩形块组成的层。

  与SLA相比,DLP可以实现更快的打印时间。那是因为一整层都被一次性曝光,而不是用激光点追踪横截面积。

  使用发光二极管(LED)屏幕或通过数字微镜设备(DMD)指向构建表面的紫外线光源(灯)将光投射到树脂上。

  DMD是一组微镜,用于控制光的投射位置并在构建表面上生成光图案。

  蒙版立体光刻(MSLA)

  蒙版立体光刻技术利用LED阵列作为其光源,通过显示单层切片作为蒙版的LCD屏幕照射紫外线——因此得名。

  与DLP一样,LCD光掩模以数字方式显示并由方形像素组成。LCD光掩模的像素大小定义了打印的粒度。因此,XY精度是固定的,与DLP的情况一样,不取决于您缩放/缩放镜头的能力。基于DLP的打印机和MSLA技术之间的另一个区别是,后者利用数百个独立发射器的阵列,而不是像激光二极管或DLP灯泡这样的单点发射器光源。

  与DLP类似,与SLA相比,MSLA在某些条件下可以实现更快的打印时间。那是因为一整层都被一次性曝光,而不是用激光点追踪横截面积。

  由于LCD单元的低成本,MSLA已成为预算桌面树脂打印机领域的首选技术。

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