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1、3D打印技術(shù)研究3D打印技術(shù)討論 摘 要:3D打印技術(shù)已經(jīng)步入日趨成熟的狀態(tài),本文主要介紹3D打印技術(shù)的種類與優(yōu)點,并在此基礎(chǔ)上將3D技術(shù)工藝與傳統(tǒng)技術(shù)工藝做對比并提出3D技術(shù)工藝的進展阻力。 關(guān)鍵詞:3D打印工藝;進展瓶頸;選擇性激光粉末;燒結(jié) 3D打印技術(shù)是一種快速成型的技術(shù),又被稱為增材制造,該項技術(shù)可以通過計算機算法快速形成模型,有用性極強。應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛,比方教學(xué),人體骨骼器官的形成,航空零件的制造等。一、3D打印工藝種類如今打印工藝主要有這幾類:分層實體制造、熔融沉積制造、激光固化、選擇性激光粉末燒結(jié)。一分層實體制造分層實體制造又被稱為LOM工藝,它屬于增材制造里的重要部分,他所包

2、含的技術(shù)有計算機、機械、數(shù)控、高分子材料等。由材料傳輸裝置、熱壓黏貼裝置、光學(xué)掃描儀、器、升降臺、操縱系統(tǒng)組成。他的工作原理是LOM技術(shù)接受比較薄的材料進行加工。首先在薄層上涂一層熱熔膠。在進行處理時,通過熱壓輥對片材進行碾壓并加熱,讓上面的一層材料與下面成型的材料進行貼合,再通過CO2激光器在已經(jīng)成型的層面上切割出上下兩部分對齊的格子;切割工序完成后,工作臺帶動已經(jīng)冷凝成型的工件向下移動,與長條狀片材離開;上料裝置通過調(diào)動收料軸,使傳送帶進行移動,進而讓剛剛成型的一面?zhèn)魉偷郊庸^(qū);工作臺開始工作;熱壓輥進入工作狀態(tài),工件的層數(shù)不斷增加,激光切割機在行新的一面加工出新的輪廓。不斷重復(fù)這道工序直

3、到零件成型。二熔融沉積成形此種工藝也被稱作FDM工藝,其工作原理是長條材料通過傳送裝置不停的送到加熱裝置噴嘴,計算機依據(jù)分層面的信息使噴嘴根據(jù)預(yù)定的速度和軌跡進行移動。熔化了的材料從噴嘴中被擠出來與下面一層材料粘合,被擠出的材料在空氣中冷卻成形,每形成一層噴嘴或工作臺都會上下移動一段距離。FDM工藝是由美國公司stratasys開發(fā)出來,他所使用的是聚合材料,這種材料具有價格低廉的特點。三激光固化這種工藝是接受液態(tài)光敏樹脂作為原料,其流程是首先通過SolidWorks設(shè)計出產(chǎn)品的外形,再進行切片處理,設(shè)計出掃描路徑,處理后的數(shù)據(jù)會存到打印系統(tǒng)里,再通過打印系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綊呙杵骱蜕蹬_,然后機

4、器根據(jù)設(shè)計人員事先設(shè)計好的設(shè)計的軌跡將激光射到加工面上,從而形成一層固化層,再調(diào)整升降臺高度進行第二次固化。直到最終形成完好的零件。四選擇性激光燒結(jié)選擇性激光燒結(jié)又被稱作SLS,他主要通過激光的高溫照射進而對粉末狀的材料進行燒結(jié),其工作原理是通過3D打印機對材料進行一層層的鋪平積累然后進行一層層的燒結(jié)。工作流程為鋪粉軸先在機器內(nèi)部對材料進行鋪平積累,然后操依據(jù)材料的特性將要加熱的溫度數(shù)據(jù)輸入機器操縱系統(tǒng)里,這樣可以更好的讓材料熔化,進而得到更好的勻稱性的材料,最終得到滿足要求的零件,該項工藝最大的特點是可以對復(fù)合、單一的都可以進行打印,而且得到的產(chǎn)品力學(xué)性能比較好,塑性、韌性也要好一點,而且可

5、以打印的材料選擇也比較廣泛。選擇性激光燒結(jié)的設(shè)備主要有以下幾個部分組成:激光單元主要包括:激光發(fā)射器,鋪粉單元主要包括:粉末、粉末缸活塞、鋪粉輥,加熱單元包括電阻加熱器和熱電偶。二、3D打印工藝的特點一樣子設(shè)計方面不受限制在傳統(tǒng)領(lǐng)制造領(lǐng)域里我們的制造技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品樣子特別有限,一般的機床只能生產(chǎn)圓狀零件,其他的一些冗雜的樣子只能用鑄造來形成,然而鑄造成型的工件也有很大的缺陷,比方模具單一,再比方鑄造所用的材料就是鑄鐵,而鑄鐵的特性是硬度大,塑性、韌性差、強度不高。這些都是制約傳統(tǒng)制造工藝生產(chǎn)滿足要求的樣子冗雜零件。二工人技能培育本錢低在傳統(tǒng)制造工藝?yán)镂覀冃枰度牒艽蟮谋惧X去培育一名合格的技術(shù)工

6、人,比方一名車床工從實習(xí)到正式上崗再到比較嫻熟的把握車床技術(shù)需要兩年的時間,然而假如3D打印解決目前的一些進展阻礙,那么我們的3D技術(shù)則會降低培育工人的本錢,而且我們加工的零件精度會更高,而且3D打印技術(shù)會向著操作簡潔的方向進展。三削減廢棄副產(chǎn)品3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)工藝比較,3D打印工藝會節(jié)約許多的原材料,傳統(tǒng)制造工藝對材料加工的浪費特別之大,接近89%原材料會被丟棄,所以這是3D打印工藝特殊明顯的優(yōu)點,這種工藝特殊適合對一些價格高昂的材料進行加工,假如打印材料得到改善那么3D打印工藝將有特別大的進展空間。三、與傳統(tǒng)工藝相比較3D打印的缺陷與進展瓶頸目前3D打印的產(chǎn)品大部分強度缺乏,在傳統(tǒng)工藝?yán)?/p>

7、一個零件的生產(chǎn)需要經(jīng)過下料、鍛造,預(yù)備熱處理,機加工、假如是低碳鋼則需要進行滲碳再進行淬火最終進行低溫回火。中碳鋼加工過程是下料鍛造,預(yù)備熱處理正火,機加工,由于中碳鋼的綜合力學(xué)性能比較好,所以直接淬火加中溫回火。僅以這兩個例子我們看出一個材料在傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)中要想得到可靠的性能需要進行鍛造和不同熱處理。在3D打印技術(shù)對不銹鋼進行打印時通常接受的是選擇性激光粉末燒結(jié),但是燒結(jié)的產(chǎn)品中會出現(xiàn)熱傳導(dǎo)不勻稱產(chǎn)生較大應(yīng)力材料中的空氣沒能準(zhǔn)時排出而導(dǎo)致貫穿性裂紋,再比方給料不勻稱會導(dǎo)致同一工件不同處致密度產(chǎn)生很大差異。再者激光選擇粉末性燒結(jié)技術(shù)原料來源是建立在粉末狀的金屬顆粒,然而在冶煉后的金屬都是大塊的固體金屬,假如想利用3D打印技術(shù)加工一個零件則需要將金

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