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1、2D圖案定制個性化禮物、3D打印產(chǎn)品/手板和3D打印機—首選憶典定制3D打印機入門什么是3D打印機3D打印機英文“3DPrinters”,3D打印機這個名稱是近年該產(chǎn)品來針對民用市場而出現(xiàn)的一個新詞。其實在專業(yè)領(lǐng)域他有另一個名稱“快速成形技術(shù)”。快速成形技術(shù)又稱快速原型制造(RapidPrototypingManufacturing,簡稱RPM)技術(shù),誕生于20世紀80年代后期,是基于材料堆積法的一種高新制造技術(shù),被認為是近20年來制造領(lǐng)域的一個重大成果。它集機械工程、CAD、逆向工程技術(shù)、分層制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學、激光技術(shù)于一身,可以自動、直接、快速、精確地將設(shè)計思想轉(zhuǎn)變
2、為具有一定功能的原型或直接制造零件,從而為零件原型制作、新設(shè)計思想的校驗等方面提供了一種高效低成本的實現(xiàn)手段。即,快速成形技術(shù)就是利用三維CAD的數(shù)據(jù),通過快速成型機,將一層層的材料堆積成實體原型。RPM技術(shù)是在現(xiàn)代CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)、計算機數(shù)控技術(shù)、精密伺服驅(qū)動技術(shù)以及新材料技術(shù)的基礎(chǔ)上集成發(fā)展起來的。不同種類的快速成型系統(tǒng)因所用成形材料不同,成形原理和系統(tǒng)特點也各有不同。但是,其基本原理都是一樣的,那就是"分層制造,逐層疊加",類似于數(shù)學上的積分過程。形象地講,快速成形系統(tǒng)就像是一臺"立體打印機",因此得名“3D打印機”。3D打印機的原理3D打印機可以根據(jù)零件的形狀,
3、每次制做一個具有一定微小厚度和特定形狀的截面,然后再把它們逐層粘結(jié)起來,就得到了所需制造的立體的零件。每個截面數(shù)據(jù)相當于醫(yī)學上的一張CT像片;整個制造過程可以比喻為一個"積分"的過程。當然,整個過程是在電腦的控制下,由3D打印機系統(tǒng)自動完成的。不同公司制造的3D打印機所用的成形材料不同,系統(tǒng)的工作原理也有所區(qū)別,但其基本原理都是一樣的,2D圖案定制個性化禮物、3D打印產(chǎn)品/手板和3D打印機—首選憶典定制那就是"分層制造、逐層疊加"。這種工藝可以形象地叫做"增長法"或"加法"。3D打印機的制作過程我們舉個例子:例如我們制作一個塑料材質(zhì)的蘋果,首先我們需要在電腦上使用3D軟件制作出一個
4、蘋果的3D模型文件,然后把它轉(zhuǎn)換成3D打印機支持的文件格式。接下來需要給3D打印機放入塑料耗材,現(xiàn)在3D打印機就可以制作了。這個過程是不是像我們的平面打印機的操作呀!好下面說重點。打印系統(tǒng)在制作的時候會從這個蘋果3D模型底部開始切成很多片(多少片呢?這個要根據(jù)打印機的技術(shù)指標它所支持的“層厚”來決定。)也就是我們上面說的截面圖。最先開始制作的是蘋果模型的最底部的那一個截面,也就是蘋果最底部的一層,這時候系統(tǒng)會控制激光器(或噴嘴)在這一層截面圖的范圍燒結(jié)原料(或擠出原料——不同的打印機技術(shù)制作方式也有區(qū)別這個下面我們會提到),這一層做好后是第二層依此類推。這樣這個塑料蘋果就一層層的“
5、生長”出來了。3D打印機的技術(shù)現(xiàn)在市面上已經(jīng)有十幾種不同的3D打印機的技術(shù),其中比較成熟的有UV、SLA、SLS、LOM和FDM等方法。我們將在下面介紹4種目前使用比較廣泛的技術(shù):SLA技術(shù)3D打印機的原理SLA是"StereolithographyAppearance"的縮寫,即立體光固化成型法。用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由點到線,由線到面順序凝固,完成一個層面的繪圖作業(yè),然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度,再固化另一個層面。這樣層層疊加構(gòu)成一個三維實體。SLA是最早實用化的快速成形技術(shù),采用液態(tài)光敏樹脂原料。其工藝過程是,首先通過CAD設(shè)計出三維實體模
6、型,利用離散程序?qū)⒛P瓦M行切片處理,設(shè)計掃描路徑,產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將精確控制激光掃描器和升降臺的運動;激光光束通過數(shù)控2D圖案定制個性化禮物、3D打印產(chǎn)品/手板和3D打印機—首選憶典定制裝置控制的掃描器,按設(shè)計的掃描路徑照射到液態(tài)光敏樹脂表面,使表面特定區(qū)域內(nèi)的一層樹脂固化后,當一層加工完畢后,就生成零件的一個截面;然后升降臺下降一定距離,固化層上覆蓋另一層液態(tài)樹脂,再進行第二層掃描,第二固化層牢固地粘結(jié)在前一固化層上,這樣一層層疊加而成三維工件原型。將原型從樹脂中取出后,進行最終固化,再經(jīng)打光、電鍍、噴漆或著色處理即得到要求的產(chǎn)品。SLA技術(shù)主要用于制造多種模具、模型等;還可以在原料中
7、通過加入其它成分,用SLA原型模代替熔模精密鑄造中的蠟模。SLA技術(shù)成形速度較快,精度較高,但由于樹脂固化過程中產(chǎn)生收縮,不可避免地會產(chǎn)生應力或引起形變。因此開發(fā)收縮小、固化快、強度高的光敏材料是其發(fā)展趨勢。SLA技術(shù)的優(yōu)勢:1.光固化成型法是最早出現(xiàn)的快速原型制造工藝,成熟度高,經(jīng)過時間的檢驗。2.由CAD數(shù)字模型直接制成原型,加工速度快,產(chǎn)品生產(chǎn)周期短,無需切削工具與模具。3.可以加工結(jié)構(gòu)外形復雜或使用傳統(tǒng)手段難于成型的原型和模具。4.使CAD數(shù)字模型直觀化,降低