📜  什么是 3D 打印?

📅  最后修改于: 2021-10-19 05:44:45             🧑  作者: Mango

你们有没有想过将自己的 3D 设计变成现实?如果是,那么现在是时候这样做了。
随着 3D 技术的快速发展,将 3D 设计创建为真实的 3D 对象已成为可能。那么,让我们看看我们如何从一个想法变成我们的第一个 3D 打印。您首先需要一个可 3D 打印的设计,然后您可以购买 3D 打印机或使用在线服务来实现您的想法。要进行 3D 打印,首先您需要一个 3D 模型——对象任何 3D 表面的数学表示。这些是使用计算机辅助设计 (CAD) 工具创建的,例如 AUTODESK 123D Design、Blender、SketchUp 等。
那么,现在让我们从了解3D打印开始吧!

3D 打印是一种增材制造工艺,可根据数字设计创建物理对象。 3D打印技术和材料各不相同,但都基于相同的原理:通过逐层添加材料,将数字模型变成立体的三维物理对象。

3D 打印是如何工作的?
每个 3D 打印都从数字 3D 设计文件开始,就像物理对象的蓝图。尝试在没有设计文件的情况下进行打印就像尝试在没有文本文件的情况下在一张纸上打印文档。该设计文件被切成薄层,然后发送到 3D 打印机。
从现在开始,打印过程因技术而异,从熔化塑料材料并将其放置在打印平台上的台式打印机到使用激光在高温下选择性熔化金属粉末的大型工业机器。根据尺寸的不同,打印可能需要数小时才能完成,并且打印对象通常会进行后处理以达到所需的光洁度。

不同的 3D 打印技术如何工作?
所有 3D 打印技术都通过数字设计逐层创建物理对象,但每种技术都使用自己的专有方法。最常见的 3D 打印技术讨论如下:

  1. 熔融沉积建模 (FDM)
    FDM 打印过程从字符串称为细丝的固体材料开始,然后将其从连接到 3D 打印机的卷轴引导到 3D 打印机内部的加热喷嘴,该喷嘴将材料熔化。一旦处于熔化状态,就可以通过计算机上的软件创建的预定路径来制造材料。当材料在这条路径上作为物体的一层制成时,它会立即冷却并固化——为下一层材料提供基础,直到制造出整个物体。
    FDM 是快速低成本原型制作的绝佳选择,可用于各种应用。 FDM 3D 打印的最新创新包括制造具有嵌入式电子和机械部件(如无人机)的功能性终端产品的能力。
  2. 立体光刻和数字光处理(SLA 和 DLP)
    这些技术通过使用光源固化液体材料,从液体(光聚合物)树脂创建 3D 打印对象。
    为了创建 3D 打印对象,将构建平台浸入充满液体树脂的半透明罐中。一旦构建平台被淹没,机器内部的灯就会通过水箱底部映射物体的每一层,从而固化材料。在该层被光源映射和固化后,平台升起,让新的树脂层再次在物体下方流动。这个过程逐层重复,直到完成所需的对象。
    SLA 和 DLP 3D 打印机可生产具有光滑表面光洁度的高精度零件,通常用于高度精细的雕塑、珠宝模具和原型。
  3. 选择性激光烧结 (SLS)
    选择性激光烧结 (SLS) 使用激光将粉末材料层熔化并固化成成品。
    这些打印机有两个称为活塞的床。当打印过程开始时,激光会在粉末中映射物体的第一层,从而选择性地熔化或烧结材料。一旦一层固化,打印床会稍微向下移动,而另一个含有粉末的床会向上移动,并且辊子会在物体上铺上一层新的粉末。重复这个过程,激光一层一层地熔化连续的层,直到完成所需的物体。
    SLS 广泛用于生产功能原型和零件以及一些最终产品。
  4. 材料喷射(PolyJet 和 MultiJet 建模)
    材料喷射(Stratasys PolyJet 和 3D Systems MultiJet 建模)技术类似于喷墨打印,但这些 3D 打印机不是将墨滴喷射到纸上,而是将液体光聚合物层喷射到构建托盘上,并使用紫外线立即固化它们。
    当打印机将液体材料喷射到构建托盘上时,构建过程开始。这些射流之后是紫外线,可立即固化液态光聚合物的微小液滴。随着该过程的重复,这些薄层堆积在成型托盘上以创建精确的对象。
    这些是当今最精确的 3D 打印技术,可打印高达 16 微米(比人的头发还细)的层。
  5. 粘合剂喷射
    粘合剂喷射技术与 SLS 类似,打印机使用粉末材料薄层来构建物体,但不是使用激光将层烧结在一起,而是使用从喷嘴挤出的粘合剂来粘合物体。混合粉末。
    该过程从喷嘴开始,将粘合剂散布在物体的第一层,并将粉末粘合在一起。一旦第一层与粘合剂融合,打印床就会稍微向下移动,一层薄薄的新粉末就会铺在物体上。重复此过程,直到完全形成所需的对象。从打印床上取下后,将物体上多余的粉末清除并涂上粘合剂,以赋予其强度并使其耐变色。
    与 SLS 相比,它相对实惠,因为打印过程需要较少的能量,但打印的物体强度较低。全彩打印的能力使砂岩成为建筑模型和栩栩如生的雕塑的流行材料。

3D打印的优势:

  • 创建复杂的设计
  • 自定义每个项目
  • 无需工具和模具
  • 原型制作的速度和易用性
  • 减少浪费

3D 打印的局限性:

  • 大批量生产的成本更高
  • 更少的材料选择、颜色和饰面
  • 有限的力量和耐力
  • 精度较低

参考:
https://3dprinting.com/what-is-3d-printing/