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3D打印配件

2016年6月8日 來源:科工網(wǎng)-國際互聯(lián)網(wǎng)+生態(tài)服務平臺  瀏覽 1367 次 評論(0)

三維印刷即快速成形技術(shù)的一種,它是一種數(shù)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(gòu)造物體的技術(shù)。過去其常在模具制造、工業(yè)設計等領域被用于制造模型,現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。特別是一些高價值應用(比如髖關(guān)節(jié)或牙齒,或一些飛機零部件)已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件?!叭S打印”意味著這項技術(shù)的普及。

三維打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)。這種打印機的產(chǎn)量以及銷量在二十一世紀以來就已經(jīng)得到了極大的增長,其價格也正逐年下降。

該技術(shù)珠寶,鞋類,工業(yè)設計,建筑,工程和施工(AEC),汽車,航空航天,牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè),教育,地理信息系統(tǒng),土木工程,槍支以及其他領域都有所應用。

粉末材料選擇性燒結(jié)

小型快速成型機

3DP是美國麻省理工學院Emanual Sachs等人1989年研制的。已被美國的Soligen公司以DSPC(Direct Shell Production Casting)名義商品化,用以制造鑄造用的陶瓷殼體和芯子。

3DP分類:

(1)三維噴涂粘接成型機

(2)噴墨式三位打印

三維噴涂粘接原理:

3DP與SLS類似,采用粉末材料成形,如陶瓷粉末,金屬粉末。所不同的是材料粉末不是通過燒結(jié)連接起來的,而是通過噴頭用粘接劑(如硅膠)將零件的截面“印刷”在材料粉末上面(如圖)。

用粘接劑粘接的零件強度較低,還須后處理。先燒掉粘接劑,然后在高溫下滲入金屬,使零件致密化。提高強度。

三維噴涂粘接特點:

適合成型小件;

工件的表面不夠光潔,需要對整個截面進行掃描粘接,成型時間較長;

采用多個噴頭。

原理:

三維設計

三維打印的設計過程是:先通過計算機輔助設計(CAD)或計算機動畫建模軟件建模,再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面,從而指導打印機逐層打印。

設計軟件和打印機之間協(xié)作的標準文件格式是STL文件格式。一個STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器,其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。

打印過程

打印機通過讀取文件中的橫截面信息,用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來,再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。這種技術(shù)的特點在于其幾乎可以造出形狀的物品。

打印機打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米來計算的。一般的厚度為100微米,即0.1毫米,也有部分打印機如Objet Connex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。 用傳統(tǒng)方法制造出一個模型通常需要數(shù)小時到數(shù)天,根據(jù)模型的尺寸以及復雜程度而定。而用三維打印的技術(shù)則可以將時間縮短為數(shù)個小時,當然其是由打印機的性能以及模型的尺寸和復雜程度而定的。

傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品,而三維打印技術(shù)則可以以更快,更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對較少的產(chǎn)品。一個桌面尺寸的三維打印機就可以滿足設計者或概念開發(fā)小組制造模型的需要。

完成

三維打印機的分辨率對大多數(shù)應用來說已經(jīng)足夠(在彎曲的表面可能會比較粗糙,像圖像上的鋸齒一樣),要獲得更高分辨率的物品可以通過如下方法:先用當前的三維打印機打出稍大一點的物體,再稍微經(jīng)過表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。

有些技術(shù)可以同時使用多種材料進行打印。有些技術(shù)在打印的過程中還會用到支撐物,比如在打印出一些有倒掛狀的物體時就需要用到一些易于除去的東西(如可溶的東西)作為支撐物。

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