3D打印技術(shù)主要的工藝流程解析

1、3D打印技術(shù)主要的工藝流程解析大家對3D打印這個熱門概念應(yīng)該都或有耳聞，下面給大家介紹一下3D打印的主流技術(shù)及英工藝，希望能夠幫助大家更深一步了解3D打印的工作原理和其工作特點?，F(xiàn)在我們來看看3D打印的主流工藝流程。1、熔融沉積造型(Fused deposition modeling, FDM)FDM可能是目前應(yīng)用最廣泛的一種工藝，很多消費級3D打印機都是采用的這種工藝，因為它實現(xiàn) 起來相對容易：FDM加熱頭把熱熔性材料(ABS樹脂、尼龍、唸等)加熱到臨界狀態(tài)，使其呈現(xiàn)半流體狀態(tài)，然后 加熱頭會在軟件控制下沿CAD確定的二維幾何軌跡運動，同時噴頭將半流動狀態(tài)的材料擠壓岀來，材料 瞬時凝固形成有

2、輪廓形狀的薄層。這個過程與二維打印機的打印過程很相似，只不過從打印頭岀來的不是油墨，而是ABS樹脂等材料 的熔融物。同時由于3D打印機的打印頭或底座能夠在垂直方向移動，所以它能讓材料逐層進行快速累 積，并且每層都是CAD模型確定的軌跡打印岀確定的形狀，所以最終能夠打印出設(shè)訃好的三維物體。2、光固化立體造型(Stereolithography, SLA)拯維基百科記載，1984年的第一臺快速成形設(shè)備采用的就是光固化立體造型工藝，現(xiàn)在的快速成型 設(shè)備中，以SLA的研究最為深入，運用也最為廣泛。平時我們通常將這種工藝簡稱“光固化”，該工藝 的基礎(chǔ)是能在紫外光照射下產(chǎn)生聚合反應(yīng)的光敏樹脂。Scanne

3、rSystemMoveable table VatLaserObject being fabricatedPhotopolymepStereolithography與義它3D打印工藝一樣，SLA光固化設(shè)備也會在開始“打印”物體前，將物體的三維數(shù)字模型切 片。然后電腦控制下，紫外激光會沿著零件務(wù)分層截而輪廓，對液態(tài)樹脂進行逐點掃描。被掃描到的樹 脂薄層會產(chǎn)生聚合反應(yīng)，由點逐漸形成線，最終形成零件的一個薄層的固化截面，而未被掃描到的樹脂 保持原來的液態(tài)。當(dāng)一層固化完畢，升降工作臺移動一個層片厚度的距藹，在上一層已經(jīng)固化的樹脂表面再覆蓋一層 新的液態(tài)樹脂，用以進行再一次的掃描固化。新固化的一層牢固地

4、粘合在前一層上，如此循環(huán)往復(fù)，直 到整個零件原型制造完畢。SLA工藝的特點是，能夠呈現(xiàn)較髙的精度和較好的表而質(zhì)量，并能制造形狀特別復(fù)雜（如空心零件） 和特別精細（如工藝品、首飾等）的零件。3、選擇性激光燒結(jié)（SLS）數(shù)字模型分層切割與逐層制造是3D打印工藝的基礎(chǔ)，這里往后就不再贅述了。除此之外，SLS工 藝與SLA光固化工藝還有相似之處，即都需要借助激光將物質(zhì)固化為整體。不同的是，SLS工藝使用的 是紅外激光朿，材料則由光敏樹脂變成了塑料、蠟、陶瓷、金屬或其復(fù)合物的粉末。ScannerSystemcamSelective Laser Sinterln先將一層很薄(亞亳米級)的原料粉未鋪在工作臺

5、上，接著在電腦控制下的激光束通過掃描器以一 泄的速度和能量密度，按分層而的二維數(shù)據(jù)掃描。激光掃描過的粉末就燒結(jié)成一泄厚度的實體片層，未 掃描的地方仍然保持松散的粉末狀。一層掃描完畢，隨后對下一層進行掃描。先根據(jù)物體截層厚度升降工作臺，鋪粉滾筒再次將粉末鋪 平，然后再開始新一層的掃描。如此反復(fù)，直至掃描完所有層面。去掉多余粉末，再經(jīng)過打磨、烘干等 適當(dāng)?shù)暮筇幚?，即可獲得零件。目前應(yīng)用此工藝時，以蠟粉末及塑料粉末作為原料較多，而用金屬粉或陶瓷粉進行粘接或饒結(jié)的工 藝尚未實際應(yīng)用。4 層片疊加制造(Laminated object manufacturing, LOM)在層片疊加制造工藝中，機器會將

6、單面涂有熱溶膠的箔材通過熱餛加熱，熱溶膠在加熱狀態(tài)下可產(chǎn) 生粘性，所以由紙、陶瓷箔、金屬箔等構(gòu)成的材料就會粘接在一起。接著，上方的激光器按照CAD模型 分層數(shù)據(jù)，用激光束將箔材切割成所制零件的內(nèi)外輪廓。然后再鋪上新的一層箔材，通過熱壓裝置將其 與下而已切割層粘合在一起，激光朿再次切割。然后重復(fù)這個過程，直至整個零部件打印完成。不難發(fā)現(xiàn)，L0M工藝還是有傳統(tǒng)切削的影子。只不過它不是用大塊原材料進行整體切削，而是將原 來的零部件模型分割為多層，然后進行逐層切削。MinorLaser beamX-Y moving optc headGurrent layerPart layer Gtrtline a

7、nd crosshaich6/vaste take-up rollPlatformCopyMaterialasheetMatenisupply roPrevxxfs layerLayered part and support maientHeated roerlCc41CKi：i*arlbM5、三維印刷工藝(3D printing, 3DP)三維印刷，也稱三維打印。維基百科顯示，1989年，麻省理工的Emanuel M. Sachs和John S. Haggerty 等在美國申請了三維印刷技術(shù)的專利，之后Emanuel M. Sachs和John S. Haggerty又多次對該技術(shù)進 行完善，并最終形成了今天的三維印刷工藝。從工作方式來看，三維印刷與傳統(tǒng)二維噴墨打印最接近。與SLS工藝一樣，3DP也是通過將粉末粘 結(jié)成整體來制作零部件，不同之處在于，它不是通過激光熔融的方式粘結(jié)，而是通過噴頭噴出的粘結(jié)劑。噴頭在電腦控制下，按照模型截而的二維數(shù)據(jù)運行，選擇性地在相應(yīng)位宜噴射