主流的3D打印工藝有哪些?
即使都叫3D打印機,但其原理也有所不同。個(gè)人3D打印機的主要方法是熱熔層壓(FDM)。它是一種在固化的同時(shí)堆疊熔融樹(shù)脂的類(lèi)型。選擇3D打印機時(shí),有必要了解存在哪種成型方法,而不僅是“針對個(gè)人”和“針對企業(yè)”。
以下五種是主要方法:
熱熔層壓法、光固化法、噴墨法、粉末石膏成型、粉末燒結成型
不同的方法,獲得的外觀(guān)質(zhì)量、性能都有不同。
熱熔層壓方法
熱熔層壓法是個(gè)人3D打印機的主流方法。 也稱(chēng)為 FDM 方法,于 1980 年末由 Stratesys 公司獲得專(zhuān)利。 2009 年專(zhuān)利到期后,高價(jià)格才被打破,并應用于個(gè)人 3D 打印機。成卷軸的樹(shù)脂由噴嘴尖端的加熱器"加熱"、"熔化"和"擠出"形成。
使用的樹(shù)脂是"熱塑性樹(shù)脂",當添加熱量時(shí),如ABS或PLA。它熔化。ABS 樹(shù)脂代表丙烯三烯 (A) 丁二烯 (B) 苯乙烯 (S) 的首字母縮寫(xiě),是一般產(chǎn)品中常用的樹(shù)脂。 因為它是具有強度的樹(shù)脂,它可用于施加力的樹(shù)脂。在某些情況下,需要支撐材料,以防止形狀在成型過(guò)程中坍塌。 支持材料包括 PLA 和 PVA(聚乙烯醇)。 由于PVA是一種溶于水的物質(zhì),因此在成型后易于拆卸。
熱熔層壓方法有多種類(lèi)型,可以使用多種材料,在這種情況下,噴嘴為 2 或 3。多個(gè)噴嘴允許使用兩種或兩種以上的材料和顏色創(chuàng )建成型材料,并使用"支持材料"創(chuàng )建成型材料。
將樹(shù)脂和支撐材料從噴嘴尖端擠出,如下圖所示。 噴嘴加熱器溶解樹(shù)脂,將樹(shù)脂擠出一層。 如果可以塑造第一層,則表將向下移動(dòng)一層。 此距離稱(chēng)為層壓間距。
不能使比層壓間距更精細的形狀。 在需要精度時(shí),請使用層壓間距為精細的 3D 打印機,或使用用于光學(xué)建模等業(yè)務(wù)的 3D 打印機。
光固化
光建模是最古老的建模方法,也是 3D 打印機的起源。當紫外線(xiàn)照射時(shí),紫外線(xiàn)激光被固化為一種液體環(huán)氧樹(shù)脂,當應用紫外線(xiàn)時(shí),它變硬了。
將液體光固化樹(shù)脂作為材料放入罐中,固化第一層。 固化的層壓表面向下移動(dòng)一步,以類(lèi)似相同的方式固化下一層。 因此,我們將疊加多層,以完成所需的成型產(chǎn)品。
1.將紫外線(xiàn)激光應用于X和Y方向,同時(shí)將樹(shù)脂固定在成型階段的表面。2.完成第一層后,將層壓間距分樣階段降低到Z方向以固化第二層。3.完成成型產(chǎn)品,同時(shí)重復相同的操作。
使用的材料:
光學(xué)成型中使用的材料是環(huán)氧樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂。由于環(huán)氧樹(shù)脂在陽(yáng)光照射下變質(zhì),因此不適合長(cháng)期使用或施加力。丙烯酸樹(shù)脂是脆弱和脆弱的,因此不適合那些需要力力和耐久性的環(huán)氧樹(shù)脂。
特點(diǎn):
比較傳統的成型方法,在制造中經(jīng)常使用,精度適合復雜形狀,用作演示和設計確認模型等,用作真空鑄造和樹(shù)脂類(lèi)型的主模型。
噴墨方法
噴墨方法是一種注射和打印液體樹(shù)脂的方法,就像在紙上打印的噴墨打印機一樣。
1. 當噴墨頭沿 X 和 Y 方向移動(dòng)時(shí),樹(shù)脂和支持材料將注入。
2. 注入樹(shù)脂后,將表面切割成輥切割機指定的一層厚度。
3.完成第一層后,將層壓間距分樣階段降低到Z方向以固化第二層。4.完成成型產(chǎn)品,同時(shí)重復相同的行為。
使用的材料
噴墨方法中使用的材料包括 ABS 樹(shù)脂近似的 ABS、PP 和橡膠等。如果有多個(gè)噴嘴,則可以創(chuàng )建這些材料的組合。
特點(diǎn):
可以快速創(chuàng )建復雜和精細的成型產(chǎn)品。
造型物體的表面是光滑美觀(guān)。
支撐材料可通過(guò)溶液輕松去除。
粉末石膏成型
粉末石膏成型是一種用激光或粘合劑將粉末作為材料放在造型臺上的方法。在 3D 打印機中,成型速度最快,可以創(chuàng )建精細的成型產(chǎn)品。 此外,因為它可以著(zhù)色與墨水,它是有用的建模模型和人像,因為它可以創(chuàng )建全彩的造型。
1. 滾子在造型階段鋪上一層粉末。
2.從噴墨頭注入粘合材料以硬化。
3.完成第一層后,沿Z方向降低層壓間距分樣階段。4.完成成型產(chǎn)品,同時(shí)重復相同的行為。
使用的材料:
粉末石膏成型中使用的材料是石膏。 石膏有材料成本低的優(yōu)點(diǎn),但強度弱,脆性強。
特點(diǎn):
可以快速創(chuàng )建復雜和精細的成型產(chǎn)品。
不需要支撐材料。
可以彩色打印。
由于石膏,強度較弱。
粉末燒結成型(Selective Laser Sintering)
粉末燒結成型是一種成型方法,將金屬和樹(shù)脂粉末鋪在造型臺上,然后用激光熔化和燒結( 凝固)。 由于材料是粉末,因此可以創(chuàng )建復雜的形狀,但表面會(huì )變得粗糙。
1. 使用輥子在成型階段放置一層粉末。
2.用紫外線(xiàn)激光固定第一層。3. 完成第一層后,沿Z方向降低層壓間距分樣階段。 4.完成成型產(chǎn)品,同時(shí)重復相同的操作。
使用的材料:
粉末燒結成型中使用的材料是尼龍、銅、鈦和陶瓷等粉末材料。
特點(diǎn):
各種材料,如金屬和樹(shù)脂,可以使用。不需要支持材料。
以上內容,基本涵蓋了市面上所有的打印機工藝。如有補充,歡迎交流。