打印機的分類材料應(yīng)用

打印機的分類、材料應(yīng)用3D打印技術(shù)成型分類FDM熔融堆積成型SLS激光燒結(jié)成型SLM激光選區(qū)熔化成型SLA光固化成型LCD光固化成型DLP光固化成型

3DP噴墨粘粉式成型LOM層疊法成型3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類教育教學(xué)學(xué)習(xí)一、3D打印技術(shù)成型原理二、3D打印機的分類三、3D打印材料的分類同學(xué)們，大家好。在了解3D打印機的分類之前，我們首先來簡要了解一下各種3D打印技術(shù)的成型原理。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類教育教學(xué)學(xué)習(xí)①FDM熔融堆積成型原理基本原理：

熔融堆積成型是將絲狀材料由送絲機構(gòu)送至擠壓頭，在擠壓頭內(nèi)加熱至熔融態(tài)，然后，通過噴嘴被擠出并沉積在工作臺上。其原理圖如下圖所示，噴嘴可沿著X軸方向左右移動，工作臺沿Y軸方向前后移動。當(dāng)工件的一層截面成形完成后，擠壓頭沿著Z軸方向上升一個截面層的高度（一般為0.1～0.2mm），再進行下一層截面的沉積，如此循環(huán)，最終形成三維工件。每一個層片都是在上一層上堆積而成，上一層對當(dāng)前層起到定位和支撐的作用。這樣逐層由下到上地堆積成一個實體模型或零件。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類②SLS激光燒結(jié)成型原理

該法采用C02激光器作能源，目前使用的造型材料多為各種粉末材料。該技術(shù)采用鋪粉將一層粉末材料平鋪在已成型零件的上表面，并加熱至恰好低于該粉末燒結(jié)點的某一溫度，控制系統(tǒng)控制激光束按照該層的截面輪廓在粉層上掃描，使粉末的溫度升到熔化點，進行燒結(jié)并與下面已成型的部分實現(xiàn)粘結(jié)。一層完成后，工作臺下降一層厚度，鋪料輥在上面鋪上一層均勻密實粉末，進行新一層截面的燒結(jié)，直至完成整個模型。全部燒結(jié)完后去掉多余的粉末，再進行打磨、烘干等處理便獲得零件。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類③SLM激光選區(qū)熔化成型原理激光選區(qū)熔化（SLM）成型技術(shù)的工作原理與激光燒結(jié)（SLS）成型類似。其主要的不同在于粉末的結(jié)合方式不同，SLS是通過低熔點金屬或黏結(jié)劑的熔化把高熔點的金屬粉末或非金屬粉末黏結(jié)在一起，SLM技術(shù)是將金屬粉末完全熔化，因此其要求的激光功率密度要明顯高于SLS。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類④SLA光固化成型原理SLA技術(shù)原理是計算機控制激光束對光敏樹脂為原料的表面進行逐點掃描，被掃描區(qū)域的樹脂薄層(約十分之幾毫米）產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化，形成零件的一個薄層。當(dāng)完成一個截面的固化操作后，工作臺沿Z軸下降一個層厚的高度。由于液態(tài)光敏樹脂的流動特性，會在原先固化好的樹脂表面自動再形成一層新的液態(tài)樹脂，因此照射部件便可以直接進行下一層的掃描加工。如此反復(fù)，直到整個原型制造完畢。在打印完成后，還必須將原型從樹脂中取出再次進行固化后處理，通過強光、電鍍、噴漆或著色等處理得到需要的最終產(chǎn)品3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類⑤LCD光固化成型原理LCD光固化成型實質(zhì)上是SLA光固化技術(shù)的一個分支。它改進了SLA光固化打印機的成像部分。相對來講，它的成像速度更快、成本更低。但是它的精度受顯示屏屏幕分辨率的影響。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點及其限制，目前來講更適合制作桌面機。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類⑥D(zhuǎn)LP光固化成型原理相比LCD光固化成型工藝，DLP成型工藝的成像（打印模型）的大小不受LCD屏幕大小的影響，影響它的是屏幕分辨率。所以LCD光固化成型工藝多運用于桌面機（便宜輕巧）上，如果打印面積有進一步的要求，比較適合使用DLP式打印機，如果是工業(yè)級或者大型機則選擇SLA式打印機比較合適。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類⑦3DP噴墨粘粉式成型原理噴墨印刷頭在計算機的控制下，按照截面輪廓的信息，在鋪好的一層粉末材料上，有選擇性地噴射黏結(jié)劑，使部分粉末粘結(jié)，形成截面層。一層完成后，工作臺下降一個層厚，鋪粉，噴黏結(jié)劑，再進行下一層的粘結(jié)，如此循環(huán)形成三維制件。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類LOM層疊法成型原理LOM工藝將單面涂有熱溶膠的紙片通過加熱輥加熱粘接在一起，位于上方的激光器按照CAD分層模型所獲數(shù)據(jù)，用激光束將紙切割成所制零件的內(nèi)外輪廓，從而得到和橫斷面數(shù)據(jù)一樣的內(nèi)外輪廓，這樣便完成了一個層面的切割。接著供料和收料部件將舊料移除，并疊加上一層新的片材。緊接著利用熱黏壓裝置將背部涂有熱熔膠的片材進行碾壓，使新層同已有部件粘合，之后再次重復(fù)進行切割。這樣反復(fù)逐層切割—粘合—切割，直至整個零件模型制作完成。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類基于FDM技術(shù)的主流3D打印機結(jié)構(gòu)有Kossel(detal/并聯(lián)臂/三角洲)結(jié)構(gòu)、prusai3(國內(nèi)還有一種比較常見的基于prusai3的改款懸臂結(jié)構(gòu))結(jié)構(gòu)、hbot結(jié)構(gòu)、corexy結(jié)構(gòu)、SCARA結(jié)構(gòu)。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類教育教學(xué)學(xué)習(xí)3D打印技術(shù)的興起和發(fā)展，離不開3D打印材料的發(fā)展，不同的應(yīng)用領(lǐng)域所用的耗材種類是不一樣的，所以材料的豐富和發(fā)展程度決定著它是否能夠普及使用。據(jù)了解，目前可用的3D打印材料種類已超過200種，但對應(yīng)現(xiàn)實中紛繁復(fù)雜的產(chǎn)品還是遠遠不夠的。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類教育教學(xué)學(xué)習(xí)材料的選擇怎么選擇合適的材料來打印模型，通常會有下面幾個方面的考慮：成本、外觀、細節(jié)、力學(xué)性能、機械性能、化學(xué)穩(wěn)固性，以及特殊應(yīng)用環(huán)境等因素。大致可分為兩類：3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類工程師設(shè)計制作用于驗證產(chǎn)品外觀的手辦模型或直接使用且對外觀要求高的模型。外觀驗證模型是可視的、可觸摸的，它可以很直觀的以實物的形式把設(shè)計師的創(chuàng)意反映出來，避免了“畫出來好看而做出來不好看”的弊端。外觀驗證模型的制作在新品開發(fā)，產(chǎn)品外形推敲的過程中是必不可少的。基于外觀驗證模型的需求，建議優(yōu)先選用光敏樹脂類3D打印。外觀驗證模型3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類在產(chǎn)品設(shè)計過程中，基于結(jié)構(gòu)驗證模型的需求，對精度和表面質(zhì)量不高的，建議優(yōu)先選擇機械性能較好、價格低廉的材料，比方說PLA、ABS等材料。此外，還有部分特殊要求，例如對導(dǎo)電性有要求，則需要金屬材料，或者要逆向制作一個精美的首飾，則建議使用石蠟。結(jié)構(gòu)驗證模型3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類常見的有以下幾類：1、工程塑料3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類ABSPAPCPPSFPEEKEP/ENDURABSABS是一種強度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子結(jié)構(gòu)材料，又稱ABS樹脂。ABS可以說是FDM工藝最常用的打印材料，目前有多種顏色可以選擇，是消費級3D打印機用戶最喜愛的打印材料，比如打印玩具、創(chuàng)意家居飾件等。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類PA強度高，同時具有一定的柔韌性，因此可直接利用3D打印制造設(shè)備零部件。利用3D打印制造的PA碳纖維復(fù)合塑料樹脂零件強度韌性很高，可用于機械工具代替金屬工具。PA3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類PC3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類PPSF、PEEK3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類EP、Endur3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類3D打印的生物塑料具有良好的可生物降解性，主要分為以下幾類：2、生物塑料3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類（1）PLAPLA即聚乳酸，是3D打印起初使用得最好的原材料，它具有多種半透明色和光澤質(zhì)感。PLA是一種新型的生物基及可生物降解材料，使用可再生的植物資源所提出的淀粉原料制成。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定條件下完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，這對環(huán)境保護非常有利，是公認(rèn)的環(huán)境友好材料。PLA3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類（2）PETGPETG是采用甘蔗乙烯生產(chǎn)的生物基乙二醇為原料合成的生物基塑料。具有出眾的熱成型性、堅韌性與耐候性，熱成型周期短、溫度低、成品率高，兼具PLA和ABS的優(yōu)點。（3）PCLPCL是一種生物可降解聚酯，熔點較低，只有60℃左右。與大部分生物材料一樣，人們常常把它用作特殊用途如藥物傳輸設(shè)備、縫合劑等，同時，PCL還具有形狀記憶性。在3D打印中，由于它熔點低，所以并不需要很高的打印溫度，從而達到節(jié)能的目的。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可用來打印心臟支架等。PETG、PCL3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類熱固性樹脂如環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、酚醛樹脂、氨基樹脂、聚氨酯樹脂、有機硅樹脂、芳雜環(huán)樹脂等具有強度高、耐火性特點，非常適合利用3D打印的粉末激光燒結(jié)成型工藝。簡單的區(qū)別方法是：熱塑性塑料可以反復(fù)加熱軟化或熱融化以成型成制品，而熱固性塑料一旦成型，即使加熱也不能軟化、熔融而再次成型加工。3、熱固性塑料3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類光敏樹脂是由聚合物單體與預(yù)聚體組成，由于具有良好的液體流動性和瞬間光固化特性，使得液態(tài)光敏樹脂成為高精度制品打印的首選材料。尤其是光敏樹脂具有低氣味、低刺激性成分，非常適合個人桌面3D打印系統(tǒng)。4、光敏樹脂3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類高分子凝膠具有良好的智能性，海藻酸鈉、纖維素、動植物膠、蛋白胨、聚丙烯酸等高分子凝膠材料用于3D打印，在一定的溫度及引發(fā)劑、交聯(lián)劑的作用下進行聚合后，形成特殊的網(wǎng)狀高分子凝膠制品。受離子強度、溫度、電場和化學(xué)物質(zhì)變化時，凝膠的體積也會相應(yīng)地變化，用于形狀記憶材料；凝膠溶脹或收縮發(fā)生體積轉(zhuǎn)變，用于傳感材料；凝膠網(wǎng)孔的可控性，可用于智能藥物釋放材料。5、高分子凝膠3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類6、黑色金屬3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類7、有色金屬3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類7、有色金屬3D打印技術(shù)成型原理3D打印機的分類3D打印材料的分類硅酸鋁陶瓷粉末能夠用于3D打印陶瓷產(chǎn)品。3D打印的該陶瓷制品不透水、耐熱(可達600°C)、可回收、無毒，但其強度不高，可作為理想的炊具、餐具(杯、碗、盤子、蛋杯和杯墊)和燭臺、瓷磚、花瓶、藝術(shù)品等家居裝