理论教育 不同种类的3D打印机设备分类

不同种类的3D打印机设备分类

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:按主流技术工艺分类3D打印设备按主流技术工艺主要有SLA,FDM,SLS,LOM等。乐彩3D打印机采用的就是这种工艺,随着研究的深入,还将推出基于立体光刻技术的快速成型设备。按打印材料分类1)喷墨3D打印部分3D打印机借鉴喷墨打印机的工作原理进行工作。现在,能够用于3D打印的材料范围非常广泛,塑料、金属、陶瓷以及橡胶等材料都可用于打印。

不同种类的3D打印机设备分类

3D打印技术实际上是一系列快速原型成型技术的统称,其基本原理都是叠层制造,由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状,而在Z坐标间断地作层面厚度的位移,最终形成三维制件。按不同的方面可有不同的分类方法。

(1)按主流技术工艺分类

3D打印设备按主流技术工艺主要有SLA,FDM,SLS,LOM等。

1)SLA

SLA全称是立体光刻造型技术,其工作步骤是:先由专业软件将3D数据模型切割成平面,形成很多剖面,一个具备升降功能的平台来回移动,槽中装有液体物质,在紫外线照射下迅速固化,最终将无数个平面黏结在一起成型。这种3D成型技术精度高,制成的物体表面光滑,每层厚度都介于0.05~0.15mm,但是由于受到材料限制,往往不能多色成型。

2)FDM

FDM全称是熔融沉积成型技术,其基本原理同样是将3D数据薄片化,具体是先利用高温液化打印耗材,然后通过喷嘴挤压出一个个很小的球状颗粒,被挤出后迅速固化相互黏结,形成一条线,打印头来回运动形成平面,层层堆积最终呈现实物。这种工艺弥补了立体光刻造型技术的缺点,实现彩色成型,精度更高、强度更大,但是表面粗糙,往往需要进行打磨抛光处理。乐彩3D打印机采用的就是这种工艺,随着研究的深入,还将推出基于立体光刻技术的快速成型设备。

3)SLS

SLS全称是选择性激光烧结,本技术由美国一所大学研制成功,这种工艺主要通过在成型零件上喷撒粉末材料,采用高强度二氧化碳激光器扫描零件截面,高强度激光照射使粉末迅速烧结,并与下层成型的部分黏结,这层截面完成后,铺上新的材料粉末重新烧结……如此反复,最终成型。(www.daowen.com)

4)LOM

分层实体制造法(Laminated Object Manufacturing,LOM),LOM又称层叠法成形,它以片材(如纸片、塑料薄膜或复合材料)为原材料。激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据,将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后,送料机构将新的一层纸叠加上去,利用热黏压装置将已切割层黏合在一起,然后再进行切割,这样一层层地切割、黏合,最终成为三维工件。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等,此方法除了可制造模具、模型外,还可直接制造结构件或功能件。

(2)按打印材料分类

1)喷墨3D打印

部分3D打印机借鉴喷墨打印机的工作原理进行工作。Objet公司是以色列的一家3D打印机生产企业,其生产的打印机是利用喷墨头在一个托盘上喷出超薄的液体塑料层,并经过紫外线照射而凝固。此时,托盘略微降低,在原有薄层的基础上添加新的薄层。另一种方式是熔融沉淀成型。总部位于明尼阿波利斯的Stratasys公司应用的就是这种方法。其具体过程是:在一个(打印)机头里面将塑料熔化,然后喷出丝状材料,从而构成一层层薄层。

2)粉剂3D打印

有的3D打印机则是利用粉剂作为打印材料。这些粉剂在托盘上被分布成一层薄层,然后通过喷出的液体黏结剂而凝固。在一个被称为激光烧结的处理程序中,通过激光的作用,这些粉剂可熔融成想要的样式,德国的EOS公司把这一技术应用于它们的添加剂制造机之中。瑞典的Arcam公司通过真空中的电子束将打印机中的粉末熔融在一起,用于3D打印。

为了制作一些内部空间和出挑结构的复杂构件,凝胶以及其他材料被用来作支承,或者空间预留出来,用没有熔融的粉末以填满,填充材料随后可以被冲洗掉或被吹掉。现在,能够用于3D打印的材料范围非常广泛,塑料、金属、陶瓷以及橡胶等材料都可用于打印。有些机器可将各种材料结合在一起,构成的物体既坚硬,又富有弹性。

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