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        3D打印機

        3D打印機

        文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2017/5/2     瀏覽次數:    



          3D打印機又稱三維打印機(3DP),是一種累積制造技術,即快速成形技術的一種機器,它是一種數字模型文件為基礎,運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體?,F階段三維打印機被用來制造產品。逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印機的原理是把數據和原料放進3D打印機中,機器會按照程序把產品一層層造出來。

          3D打印機與傳統打印機的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料,堆疊薄層的形式有多種多樣,可用于打印的介質種類多樣,從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。有些打印機還能結合不同介質,令打印出來的物體一頭堅硬而另 一頭柔軟。

          1、有些3D打印機使用“噴墨”的方式。即使用打印機噴頭將一層薄的液態塑料物質 噴涂在鑄模托盤上,此涂層然后被置于紫外線下進行處理。之后鑄模托盤下降很小的距離,以供下一層堆疊上來。

          2、還有的使用一種叫做“熔積成型”的技術,整個流程是在噴頭內熔化塑料,然后通過沉積塑料纖維的方式才形成薄層。

          3、還有一些系統使用一種叫做“激光燒結”的技術,以粉末微粒作為打印介質。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層薄的粉末層,熔鑄成指定形狀,然后由噴出的液態粘合劑進行固化。

          4、有的則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒,當遇到包含孔洞及懸臂這樣的復雜結構時,介質中就需要加入凝膠劑或其他物質以提供支撐或用來占據空間。這部分粉末不會被熔鑄,只需用水或氣流沖洗掉支撐物便可形成孔隙。


          主要特點

               3D打印無需機械加工或模具,就能直接從計算機圖形數據中生成一定形狀的物體, 從而縮短了產品的生產周期,提高了生產率。盡管仍有待完善,但3D打印技術市場潛力大。

          3D打印使得人們可以在一些電子產品商店購買到這類打印機,工廠也在進行直接銷售??茖W家們表示,三維打印機的使用范圍還有限,不過在未來的某一天人們一定可以通過3D打印機打印出更實用的物品。

          操作流程


          使用3D打印機的流程是:

          1、輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕,一份數字文件便被傳送到一臺噴墨打印機上,它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。

          2、而在3D打印時,軟件通過電腦輔助設計技術(CAD)完成一系列數字切片,并將這些切片的信息傳送到3D打印機上,后者會將連續的薄型層面堆疊起來,直到一個固態物體成型。


          工作步驟


          軟件建模

          3D打印機工作步驟是這樣的:

          先通過計算機建模軟件建模,如果你有現成的模型也可以,比如動物模型、人物、 或者微縮建筑等等。

        然后通過SD卡或者USB優盤把它拷貝到3D打印機中,進行打印設置后,打印機就可以把它們打印出來,其工作結構分解圖如下。

          3D打印機的工作原理和傳統打印機基本一樣,都是由控制組件、機械組件、打印頭、耗材和介質等架構組成的,打印原理是一樣的。3D打印機主要是在打印前在電腦上設計了一個完整的三維立體模型,然后再進行打印輸出。

          3D打印與激光成型技術一樣,采用了分層加工、疊加成型來完成3D實體打印。每一層的打印過程分為兩步,首先在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水,膠水液滴本身很小,且不易擴散。然后是噴灑一層均勻的粉末,粉末遇到膠水會迅速固化黏結,而沒有膠水的區域仍保持松散狀態。這樣在一層膠水一層粉末的交替下,實體模型將會被“打印”成型,打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型,而剩余粉末還可循環利用。


          三維設計

          三維打印的設計過程是:先通過計算機建模軟件建模,再將建成的三維模型“分區”成逐層的截面,即 切片,從而指導打印機逐層打印。

          設計軟件和打印機之間協作的標準文件格式是STL文件格式。一個STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過掃描產生的三維文件的掃描器,其生成的VRML或者WRL文件經常被用作全彩打印的輸入文件。


          打印過程

          打印機通過讀取文件中的橫截面信息,用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來,再將各層截面粘合起來從而制造出一個實體。

          打印機打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米來計算的。一般的厚度為100微米,即0.1毫米,也有部分打印機如Objet Connex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。 用傳統方法制造出一個模型通常需要數小時到數天,根據模型的尺寸以及復雜程度而定。而用三維打印的技術則可以將時間縮短為數個小時,當然其是由打印機的性能以及模型的尺寸和復雜程度而定的。

          傳統的制造技術如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產品,而三維打印技術則可以以更快,有彈性以及低成本的辦法生產數量相對較少的產品。一個桌面尺寸的三維打印機就可以滿足設計者或概念開發小組制造模型的需要。


          制作完成

          三維打印機的分辨率對大多數應用來說已經滿足(在彎曲的表面可能會比較粗糙,像圖像上的鋸齒一樣),要獲得高分辨率的物品可以通過如下方法:先用當前的三維打印機打出稍大一點的物體,再稍微經過表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。

          有些技術可以同時使用多種材料進行打印。有些技術在打印的過程中還會用到支撐物,比如在打印出一些有倒掛狀的物體時就需要用到一些易于除去的東西(如可溶的東西)作為支撐物。

          應用領域

          3D打印技術可用于珠寶,鞋類,工業設計,建筑,工程和施工(AEC),汽車,航空航天,牙科,教育,地理信息系統,土木工程,和許多其他領域。常常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型或者用于一些產品的直接制造,意味著這項技術正在普及。通過3D打印機也可以打印出食物,是3D打印機未來的發展方向。


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