首页 3D打印 正文
直观动图,秒懂3D打印原理

 2020-09-08    509  

3D打印登上《Science》,打印速度提升上百倍

3D打印的概念已经日趋成熟,但是在成熟化工业化方面还遭受了很大的掣肘。传统的3D打印为了打印大型物体需要是用更大的零件,但是换用更大的零件则必然牺牲速度、产率和分辨率。这种量度和精度的矛盾问题成为3D打印工业化发展的门槛。 西北大学的Chad Mirkin和

3D打印是制造业领域的一项新兴技术,被称为“具有工业革命意义的制造技术”。近年来,随着工业技术的进步,3D打印技术得到迅速发展并得到媒体的广泛关注。面对众多的3D打印技术,各位小伙伴是不是有点hold不住了?

没关系,本篇文章为大家整理十大3D打印技术,用动图的方式生动呈现出其原理,让你快速了解3D打印是怎么回事。

文中,给大家分享的是3D打印原理高分子篇和金属篇,主要介绍SLA、CLIP、3DP、PolyJet、FDM五大技术,以及NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金属3D打印原理。

1、SLA(StereoLithography)

SLA即光固化成型技术,指利用紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应,来逐层固化并生成三维实体的成型方式,SLA制备的工件尺度精度高,是商业化的最早3D打印技术。

以下是SLA工艺工程:

紫外激光源

光固化反应

逐层扫描成型

2、CLIP

CLIP即连续液体界面提取技术,是在Carbon 3D公司在SLA技术的基础上开发的具有革命性的3D打印技术,将3D打印的速度提高了100倍!

CLIP从底部投影,使光敏树脂固化,不需要固化的部分通过控制氧气,形成死区,抑制光固化反应而保持稳定的液态区域,这样就保证了固化的连续性。

光固化反应

氧气抑制光固化过程

光固化死区演示

CLIP成型过程

3、3DP(Three-DimensionalPrinting)

3DP即三维打印快速成型技术,其与传统二维喷墨打印接近,从喷头喷出粘结剂(彩色粘结剂可以打印出彩色制件),将平台上的粉末粘结成型,通常用采用石膏粉作为成型材料。3DP技术目前主要应用有两个:全彩3D打印及砂模铸造。

以下是Exone公司用3DP技术进行砂模铸造的过程:

粘结剂喷射

加热固化

打印成型

铸造成型

4、PolyJet

PolyJet即聚合物喷射技术,其成型原理类似3DP技术,但喷射的不是粘合剂而是光固化树脂,喷射完成后通过紫外光照射固化成型。

PolyJet成型原理

PolyJet采用阵列式喷头,甚至可以同时喷射不同材料,实现多种材料、多色材料同时打印。

阵列喷头工作过程

PolyJet打印过程

5、FDM(FusedDeposition Modeling)

FDM即熔融层积技术,利用高温将材料熔化,通过打印头挤出成细丝,在构件平台堆积成型。FDM是最简单也是最常见的3D打印技术,通常应用于桌面级3D打印设备。

以下是FDM技术的工作原理:

模型处理

耗材挤出成型

逐层打印过程

去除支撑

表面处理

金属3D打印技术可以直接用于金属零件的快速成型制造,具有广阔的工业应用前景,是国内外重点发展的3D打印技术,下面跟大家分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金属3D打印原理。

6.NPJ(Nano Particle Jetting)

NPJ技术是以色列公司Xjet最新开发出的金属3D打印成型技术,与普通的激光3D打印成型相比,其使用的是纳米液态金属,以喷墨的方式沉积成型,打印速度比普通激光打印快5倍,且具有优异的精度和表面粗糙度。

以下是Xjet设备工作过程:

初创企业通过3D打印技术制作人造牛排 还原传统牛排口感

来源:环球网 【环球网科技综合报道】9月8日消息,据外媒报道,人造肉产业方兴未艾,预计到2026年将达到81亿美元(约合人民币553亿元)的市场规模。与人造香肠、鸡肉等常见素食相比,人造牛排因工艺复杂尚未大规模投入市场。近日,初创公司Redefine Meat正计

金属颗粒细化

金属颗粒分布在液滴中

液滴喷射成型过程

液相排出过程

烧结后的制件

7.SLM(Selective Laser Melting)

SLM即选区激光熔化成型技术,是目前金属3D打印成型中最普遍的技术,采用精细聚焦光斑快速熔化预置金属粉末,直接获得任意形状以及具有完全冶金结合的零件,得到的制作致密度可达99%以上。

激光振镜系统是SLM的关键技术之一,以下是SLM Solution公司的振镜系统工作图:

激光发射

激光传输

扫描振镜

激光扫描熔化

金属粉末熔化过程

金属3D打印过程中,由于制件通常较复杂,需要打印支撑材料,制件完成后需要去除支撑,并对制件的表面进行处理。

取出制件

去除支撑

后处理

8.SLS(Selective Laser Sintering)

SLS即选区激光烧结成型技术,与SLM技术类似,区别是激光功率不同,通常用于高分子聚合物的3D打印成型。

以下是SLS制备塑料制件的过程:

模型分层切片

制件的取出

后处理

SLS也可用于制造金属或陶瓷零件,但所得到的制件致密度低,且需要经过后期致密化处理才能使用。

SLS制造金属零件

9.LMD(Laser Metal Deposition)

LMD即激光熔覆成型技术,该技术名称繁多,不同的研究机构独立研究并独立命名,常用的名称包括:LENS, DMD, DLF, LRF等,与SLM最大不同在于,其粉末通过喷嘴聚集到工作台面,与激光汇于一点,粉末熔化冷却后获得堆积的熔覆实体。

以下是LENS技术的工作过程:

同轴送粉

构建过程

10.EBM(Electron Beam Melting)

EBM即电子束熔化技术,其工艺过程与SLM非常相似,区别在于,EBM所使用的能量源为电子束。EBM的电子束输出能量通常比SLM的激光输出功率大一个数量级,扫描速度也远高于SLM,因此EBM在构建过程中,需要对造型台整体进行预热,防止成型过程中温度过大而带来较大的残余应力。

以下是EBM工作过程:

整体预热

成型过程

熔化过程中粉末的变化


内容来源:网络

本期编辑:小艾 商务合作:021-37709287投稿邮箱:info@amtbbs.org版权声明:AMT尊重版权并感谢每一位作者的辛苦付出与创作;除无法溯源的文章,我们均在文末备注了来源;如文章视频、图片、文字涉及版权问题,请第一时间联系我们,我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容!

本文源自头条号:世界先进制造技术论坛如有侵权请联系删除

巨型3D“打印机”你见过吗?

文/大象PDK 一说到3D打印机,很多人脑海中的印象,都是那种十分精密,十分小巧的高科技打印设备。最常见的就是用高科技3D打印机来打印一些难以加工的零部件。 (图源:YouTube) 而随着科技的进步与3D打印技术的发展,人们也开始研制出了大型的3D打印设备,不

  •  标签:  

原文链接:http://wd3d.com/?id=196

=========================================

http://wd3d.com/ 为 “伟达三维” 唯一官方服务平台,请勿相信其他任何渠道。