3D打?。?DP)即快速成型技術的一種,又稱增材制造,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。
在線咨詢3D打印技術可以運用生活中從小到大的許多領域。
3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型,后逐漸用于一些產品的直接制造,已經有使用這種技術打印而成的零部件。
該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、武器以及其他領域都有所應用。
1.建筑設計
在建筑業里,工程師和設計師們已經接受了用3D打印機打印的建筑模型,這種方法快速、成本低、環保,同時制作精美。完全合乎設計者的要求,同時又能節省大量材料。
2.醫療行業
西安市紅會醫院借助3d打印技術實現西北首例多孔型鈦金屬骨植入假體治療強直性脊柱炎患者骨折脫位患者治療。
西安市第四醫院“私人定制”3D打印置換肩關節完成高難度置換術
西安交通大學第一附屬醫院設立3D打印醫學研究與應用中心,標志著醫工結合、強強聯手的3D打印醫學研究與應用中心正式落戶陜西。
3.汽車制造業
不是說你的車是3D打印機打印出來的(當然或許有一天這也有可能),而是說汽車行業在進行安全性測試等工作時,會將一些非關鍵部件用3D打印的產品替代,在追求效率的同時降低成本。
4.傳統制造業
傳統制造業也需要很多3D打印產品,因為3D打印無論是在成本、速度和精確度上都要比傳統制造好很多。而3D打印技術本身非常適合大規模生產,所以制造業利用3D技術能帶來很多好處,甚至連質量控制都不再是個問題。
5.科學研究
美國德雷塞爾大學的研究人員通過對化石進行3D掃描,利用3D打印技術做出了適合研究的3D模型,不但保留了原化石所有的外在特征,同時還做了比例縮減,更適合研究。
6.產品原型
比如微軟的3D模型打印車間,在產品設計出來之后,通過3D打印機打印出來模型,能夠讓設計制造部門更好的改良產品,打造出更出色的產品。
7.文物保護
3D打印技術在復原并保存歷史文化方面具有重要意義,能還原文物的真實性,記錄這些文物曾經遭受滅頂之災的歷史,有效避免了人類的歷史記憶被抹殺。
一直以來,文物古跡的保護始終困擾著考古界,文物作為一種不可再生資源,一旦被毀掉,將再也不復存在,比如,西安秦始皇兵馬俑,剛剛出土的時候色澤亮麗,表情栩栩如生,如今早已失去剛剛出土時的風采,風化嚴重,鮮艷的色澤消失了,暗淡如同黃泥。
8.食品產業
在食品行業,研究人員已經開始嘗試打印巧克力了?;蛟S在不久的將來,很多看起來一模一樣的食品就是用食品3D打印機“打印”出來的。當然,到那時可能人工制作的食品會貴很多倍。
9.配件、飾品
這是最廣闊的一個市場。在未來不管是你的個性筆筒,還是有你半身浮雕的手機外殼,抑或是你和愛人擁有的世界上獨一無二的戒指,都有可能是通過3D打印機打印出來的。甚至不用等到未來,現在就可以實現。
擴展資料:
3D打?。?DP)即快速成型技術的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。
3D打印技術出現在20世紀90年代中期,實際上是利用光固化和紙層疊等技術的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同,打印機內裝有液體或粉末等“打印材料”,與電腦連接后,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。這打印技術稱為3D立體打印技術。
3D打印技術最早出現在20世紀90年代中期,實際上是利用光固化和紙層疊等技術的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同,打印機內裝有液體或粉末等“打印材料”,與電腦連接后,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。這打印技術稱為3D立體打印技術。
經過近三十年的不斷發展,3D打印技術日臻完善,3D打印的產品和服務銷售額也不斷上升。今天就給大家介紹一下,目前市場上主流的3D打印技術都有哪些。
1、FDM熔融沉積成型3D打印技術
熔融沉積成型(FDM)是一種增材制造技術,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。適用于幾乎任何形狀和尺寸的復雜幾何建筑耐用部件,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,并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。
通常我們看到的小型桌面級3D打印機,也是FDM的技術原理,只不過是另一個叫法,融長絲制造fused filament fabrication (FFF)。FDM提供范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。
2、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制造過程中,通過紫外線(UV)激光在一大桶光致聚合物樹脂。借助計算機輔助制造、計算機輔助設計軟件(CAD/CAM),紫外激光用于繪制一個預編程的設計或形狀上的光致還原表面。因為光聚合物感光在紫外線的照射下,樹脂固化后形成一層所需的3D對象。這個過程是每一層的設計重復直到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,現在云工廠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,上色之后直接可以拿來收藏。
3、DLP數碼影像投射3D打印技術
DLP是一種用“光”作為動力的3D打印技術,光照射到液態的光敏樹脂(對光很敏感的一種液態材料)上,光敏樹脂就會固化,從而成型。DLP使用高分辨率的數字光處理器投影儀,把有輪廓的光,投影到光敏樹脂表面,使表面特定區域內的一層樹脂固化,當一層加工結束后,就會生成物體的一個截面;然后平臺移動一層,固化層上掩蓋另一層液態樹脂,在進行第二層投影,第二固化層牢固地粘結在前一固化層上,這樣一層層疊加而成三維工件原型。
DLP與SLA光固化成型技術相似,都是利用感光聚合材料(主要是光敏樹脂)在紫外光照射下會快速凝固的特性。不同的是,DLP技術使用高分辨率的數字光處理器投影儀來投射紫外光,每次投射可成型一個截面。因此,從理論上,速度也比同類的SLA快很多。
4、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復雜的部件。采用高功率CO2激光熔化或燒結粉末熱塑性塑料增材制造層技術,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面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)在粉床表面。在每個橫截面掃描,粉末床是由一層厚度降低,一層新材料的應用上,并重復該過程,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復雜的幾何形狀。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系列。
5、DMLS直接金屬激光燒結3D打印技術
直接金屬激光燒結(DMLS)是一種增材制造技術,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,一層完成后,燒結部分下降到粉床平臺。在構建室面積、有料平臺、搭建平臺和用于移動的新粉在打造平臺,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。并以極復雜的幾何形狀,逼真的細節,和光滑的表面。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彩色噴墨打印技術
CJP彩色噴墨3D打印技術是采用滾筒推送復合粉到建模平臺上,均勻鋪上很薄一層,同時打印頭噴射透明液體粘合劑固化復合粉成,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,然后建模平臺一層一層降低,反復這個動作,直到模型完成。
9、3DP三維打印3D打印技術
因為這種技術和平面打印非常相似,連打印頭都是直接用平面打印機的。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。(平面打印機的Y軸是紙在動,而3DP的Y軸是打印頭在動)液體要么是粘合劑要么是水(用于激活粉末中粉狀粘合劑)。
10、DED多層激光熔覆3D打印技術
相當于多層激光熔覆,利用激光或其它能源在材料從噴嘴輸出時同步熔化材料,凝固后形成實體層,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制,因而常用于制作大型金屬零件的毛坯。
11、LOM薄板層壓成型3D打印技術
基本原理:利用激光等工具逐層面切割、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制造出木紋狀零件、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(如熱釬焊、熔化焊或超聲焊接)和螺栓連接來實現。最大缺點:做不了太復雜的零件,材料范圍很窄,每層厚度不可調整,精度有限。
什么是3D打印機
3D打印機又稱三維打印機(3DP),是一種累積制造技術,即快速成形技術的一種機器,它是一種數字模型文件為基礎,運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體?,F階段三維打印機被用來制造產品。逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印機的原理是把數據和原料放進3D打印機中,機器會按照程序把產品一層層造出來。
3D打印機堆疊薄層的形式有多種多樣。3D打印機與傳統打印機最大的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料,堆疊薄層的形式有多種多樣,可用于打印的介質種類多樣,從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。有些打印機還能結合不同介質,令打印出來的物體一頭堅硬而另 一頭柔軟。
現有的3D打印機設備有很多種,設備是與材料配合來設計的。這里只是簡單羅列一下常見的一些3D打印機設備(主要來自于Medtec),更更詳細的資料可從網上獲取。
1. 分層實體成型工藝(LOM):這是歷史最為悠久的3D打印成型技術。LOM技術成型多使用紙材、PVC薄膜等材料,價格低廉且成型精度高。激光切割器將沿著工件截面輪廓線對薄膜進行切割,可升降的工作臺能支撐成型的工件,并在每層成型之后降低一個材料厚度以便送進將要進行粘合和切割的新一層材料,最后熱粘壓部件將會一層一層地把成型區域的薄膜粘合在一起。
2. 立體光固化成型工藝(SLA):以光敏樹脂作為材料,在系統控制下紫外激光將對液態的光敏樹脂進行掃描從而讓其逐層凝固成型。液槽中會先盛滿液態的光敏樹脂,氦—鎘激光器或氬離子激光器發射出的紫外激光束在計算機的操縱下按工件的分層截面數據在液態的光敏樹脂表面進行逐行逐點掃描,這使掃描區域的樹脂薄層產生聚合反應而固化從形成工件的一個薄層。
3. 選擇性激光燒結工藝(SLS):SLS工藝使用的是粉末狀材料,激光器在計算機的操控下對粉末進行掃描照射而實現材料的燒結粘合,就這樣材料層層堆積實現成型。先采用壓輥將一層粉末平鋪到已成型工件的上表面,數控系統操控激光束按照該層截面輪廓在粉層上進行掃描照射而使粉末的溫度升至熔化點,從而進行燒結并于下面已成型的部分實現粘合。
4. 三維印刷工藝(3DP):工作原理類似于噴墨打印機,與SLS工藝也有著類似的地方,采用的都是粉末狀的材料,如陶瓷、金屬、塑料,但與其不同的是3DP使用的粉末并不是通過激光燒結粘合在一起的,而是通過噴頭噴射粘合劑將工件的截面“打印”出來并一層層堆積成型的。
5. 熔融沉積成型工藝(FDM):將絲狀的熱熔性材料(通常為ABS或PLA材料)進行加熱融化,通過帶有微細噴嘴的擠出機把材料擠出來,熔融的絲材被擠出后隨即會和前一層材料粘合在一起。一層材料沉積后工作臺將按預定的增量下降一個厚度,然后重復以上的步驟直到工件完全成型。這是最常見的3D打印機,現在價格只要幾千元,也是進入家庭和個人工作室(創客)最多的3D打印設備。也稱為桌面型3D打印機。
2020年5月5日,中國首飛成功的長征五號B運載火箭上,搭載著“3D打印機”。這是中國首次太空3D打印實驗,也是國際上第一次在太空中開展連續纖維增強復合材料的3D打印實驗。
什么是3d打印技術
3d打印技術,是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3d打印機則出現在上世紀90年代中期,即一種利用光固化和紙層疊等技術的快速成型裝置。它與普通打印機工作原理基本相同,打印機內裝有液體或粉末等“印材料”,與電腦連接后,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。如今這一技術在多個領域得到應用,人們用它來制造服裝、建筑模型、汽車、巧克力甜品等。
3d打印技術的優點
3d打印技術的魅力在于它不需要在工廠操作,桌面打印機可以打印出小物品,3d打印技術產品而且,人們可以將其放在辦公室一角、商店甚至房子里;而自行車車架、汽車方向盤甚至飛機零件等大物品,則需要更大的打印機和更大的放置空間。
3d打印技術發展趨勢
關于什么是3d打印技術的問題總結,不過現在3d打印技術還不夠成熟,材料特定、造價高昂,打印出來的還都處于模型階段,也就是說真正用于生活應用的還并不多,但3d打印技術的前景很好,未來將有可能得到普及,進入我們的生活。
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