打印機(jī)的分類(lèi)材料應(yīng)用

打印機(jī)的分類(lèi)、材料應(yīng)用3D打印技術(shù)成型分類(lèi)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(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)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(jī)的分類(lèi)三、3D打印材料的分類(lèi)同學(xué)們，大家好。在了解3D打印機(jī)的分類(lèi)之前，我們首先來(lái)簡(jiǎn)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(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)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(jī)構(gòu)送至擠壓頭，在擠壓頭內(nèi)加熱至熔融態(tài)，然后，通過(guò)噴嘴被擠出并沉積在工作臺(tái)上。其原理圖如下圖所示，噴嘴可沿著X軸方向左右移動(dòng)，工作臺(tái)沿Y軸方向前后移動(dòng)。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(gè)截面層的高度（一般為0.1～0.2mm），再進(jìn)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(gè)層片都是在上一層上堆積而成，上一層對(duì)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(gè)實(shí)體模型或零件。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)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(diǎn)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(diǎn)，進(jìn)行燒結(jié)并與下面已成型的部分實(shí)現(xiàn)粘結(jié)。一層完成后，工作臺(tái)下降一層厚度，鋪料輥在上面鋪上一層均勻密實(shí)粉末，進(jìn)行新一層截面的燒結(jié)，直至完成整個(gè)模型。全部燒結(jié)完后去掉多余的粉末，再進(jìn)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(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)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(lèi)似。其主要的不同在于粉末的結(jié)合方式不同，SLS是通過(guò)低熔點(diǎn)金屬或黏結(jié)劑的熔化把高熔點(diǎn)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(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)④SLA光固化成型原理SLA技術(shù)原理是計(jì)算機(jī)控制激光束對(duì)光敏樹(shù)脂為原料的表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，被掃描區(qū)域的樹(shù)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(gè)薄層。當(dāng)完成一個(gè)截面的固化操作后，工作臺(tái)沿Z軸下降一個(gè)層厚的高度。由于液態(tài)光敏樹(shù)脂的流動(dòng)特性，會(huì)在原先固化好的樹(shù)脂表面自動(dòng)再形成一層新的液態(tài)樹(shù)脂，因此照射部件便可以直接進(jìn)行下一層的掃描加工。如此反復(fù)，直到整個(gè)原型制造完畢。在打印完成后，還必須將原型從樹(shù)脂中取出再次進(jìn)行固化后處理，通過(guò)強(qiáng)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(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)⑤LCD光固化成型原理LCD光固化成型實(shí)質(zhì)上是SLA光固化技術(shù)的一個(gè)分支。它改進(jìn)了SLA光固化打印機(jī)的成像部分。相對(duì)來(lái)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(diǎn)及其限制，目前來(lái)講更適合制作桌面機(jī)。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)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(yùn)用于桌面機(jī)（便宜輕巧）上，如果打印面積有進(jìn)一步的要求，比較適合使用DLP式打印機(jī)，如果是工業(yè)級(jí)或者大型機(jī)則選擇SLA式打印機(jī)比較合適。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)⑦3DP噴墨粘粉式成型原理噴墨印刷頭在計(jì)算機(jī)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(tái)下降一個(gè)層厚，鋪粉，噴黏結(jié)劑，再進(jìn)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(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)LOM層疊法成型原理LOM工藝將單面涂有熱溶膠的紙片通過(guò)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(gè)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(jìn)行碾壓，使新層同已有部件粘合，之后再次重復(fù)進(jìn)行切割。這樣反復(fù)逐層切割—粘合—切割，直至整個(gè)零件模型制作完成。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)基于FDM技術(shù)的主流3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)有Kossel(detal/并聯(lián)臂/三角洲)結(jié)構(gòu)、prusai3(國(guó)內(nèi)還有一種比較常見(jiàn)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(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)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(kāi)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(lèi)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(lèi)已超過(guò)200種，但對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)中紛繁復(fù)雜的產(chǎn)品還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)教育教學(xué)學(xué)習(xí)材料的選擇怎么選擇合適的材料來(lái)打印模型，通常會(huì)有下面幾個(gè)方面的考慮：成本、外觀、細(xì)節(jié)、力學(xué)性能、機(jī)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(lèi)：3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)工程師設(shè)計(jì)制作用于驗(yàn)證產(chǎn)品外觀的手辦模型或直接使用且對(duì)外觀要求高的模型。外觀驗(yàn)證模型是可視的、可觸摸的，它可以很直觀的以實(shí)物的形式把設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意反映出來(lái)，避免了“畫(huà)出來(lái)好看而做出來(lái)不好看”的弊端。外觀驗(yàn)證模型的制作在新品開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品外形推敲的過(guò)程中是必不可少的?；谕庥^驗(yàn)證模型的需求，建議優(yōu)先選用光敏樹(shù)脂類(lèi)3D打印。外觀驗(yàn)證模型3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，基于結(jié)構(gòu)驗(yàn)證模型的需求，對(duì)精度和表面質(zhì)量不高的，建議優(yōu)先選擇機(jī)械性能較好、價(jià)格低廉的材料，比方說(shuō)PLA、ABS等材料。此外，還有部分特殊要求，例如對(duì)導(dǎo)電性有要求，則需要金屬材料，或者要逆向制作一個(gè)精美的首飾，則建議使用石蠟。結(jié)構(gòu)驗(yàn)證模型3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)常見(jiàn)的有以下幾類(lèi)：1、工程塑料3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)ABSPAPCPPSFPEEKEP/ENDURABSABS是一種強(qiáng)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(chēng)ABS樹(shù)脂。ABS可以說(shuō)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(fèi)級(jí)3D打印機(jī)用戶(hù)最喜愛(ài)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(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)PA強(qiáng)度高，同時(shí)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(shù)脂零件強(qiáng)度韌性很高，可用于機(jī)械工具代替金屬工具。PA3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)PC3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)PPSF、PEEK3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)EP、Endur3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)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(lèi)：2、生物塑料3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)（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(duì)環(huán)境保護(hù)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(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)（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(jiān)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(diǎn)。（3）PCLPCL是一種生物可降解聚酯，熔點(diǎn)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(shí)，PCL還具有形狀記憶性。在3D打印中，由于它熔點(diǎn)低，所以并不需要很高的打印溫度，從而達(dá)到節(jié)能的目的。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可用來(lái)打印心臟支架等。PETG、PCL3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)熱固性樹(shù)脂如環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯、酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、芳雜環(huán)樹(shù)脂等具有強(qiáng)度高、耐火性特點(diǎn)，非常適合利用3D打印的粉末激光燒結(jié)成型工藝。簡(jiǎn)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(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)光敏樹(shù)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(dòng)性和瞬間光固化特性，使得液態(tài)光敏樹(shù)脂成為高精度制品打印的首選材料。尤其是光敏樹(shù)脂具有低氣味、低刺激性成分，非常適合個(gè)人桌面3D打印系統(tǒng)。4、光敏樹(shù)脂3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)高分子凝膠具有良好的智能性，海藻酸鈉、纖維素、動(dòng)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(jìn)行聚合后，形成特殊的網(wǎng)狀高分子凝膠制品。受離子強(qiáng)度、溫度、電場(chǎng)和化學(xué)物質(zhì)變化時(shí)，凝膠的體積也會(huì)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(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)6、黑色金屬3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)7、有色金屬3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)7、有色金屬3D打印技術(shù)成型原理3D打印機(jī)的分類(lèi)3D打印材料的分類(lèi)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(dá)600°C)、可回收、無(wú)毒，但其強(qiáng)度不高，可作為理想的炊具、餐具(杯、碗、盤(pán)子、蛋杯和杯墊)和燭臺(tái)、瓷磚、花瓶、藝術(shù)品等家居裝