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3D打印机,3D概述,什么是3D打印机? 可以把3D建模软件创建的三维模型打印成实际物品的机器。,三维模型,打印成品,打印原理,第一步,通过计算机建模软件建模;,第二步,将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,即 切片。,第三步,打印机执行切片后的打印指令,逐层打印模型。,主流技术,熔融沉积快速成型(FDM),将丝状热熔性材料加热融化,通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料融化后从喷嘴喷出,沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上,温度低于固化温度后开始固化,通过材料的层层堆积形成最终成品。 FDM的机械结构最简单,设计最容易,制造成本、维护成本和材料成本也最低,因此是桌面级3D打印机中使用得最多的技术,主要以ABS和PLA为材料。 但也由于出料结构简单,难以精确控制出料形态与成型效果,同时温度对于成型效果影响非常大,不够稳定,因此基于FDM的桌面级3D打印机的成品精度通常为0.3mm-0.2mm,少数高端机型能够支持0.1mm层厚。此外,大部分的产品边缘都有分层沉积产生的“台阶效应”,较难达到所见即所得的3D打印效果,所以在对精度要求较高的快速成型领域较少采用FDM。,主流技术,光固化成型(SLA),光固化技术是最早发展起来的快速成型技术,也是研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的快速成型技术之一。主要使用光敏树脂为材料,通过紫外光或者其他光源照射凝固成型,逐层固化,最终得到完整的产品。 光固化技术优势在于成型速度快、原型精度高,非常适合制作精度要求高,结构复杂的原型。光固化快速成型应该是3D打印技术中精度最高,表面也最光滑的,objet系列最低材料层厚可以达到16微米(0.016毫米)。 不足的是,光敏树脂原料有一定毒性,其次光固化成型的原型在外观方面非常好,但是强度方面尚不能与真正的制成品相比,一般主要用于原型设计验证方面。此外,设备成本、维护成本和材料成本都远远高于FDM,因此,基于光固化技术的3D打印机主要应用在专业领域。,主流技术,三维粉末粘接(3DP),原料使用粉末材料,如陶瓷粉末、金属粉末、塑料粉末等。先铺一层粉末,然后使用喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域,让材料粉末粘接,形成零件截面,然后不断重复铺粉、喷涂、粘接的过程,层层叠加,获得最终打印出来的零件。 优势在于成型速度快、无需支撑结构,而且能够输出多彩色打印产品,这是其他技术都比较难以实现的。 但是粉末粘接的直接成品强度并不高,只能作为测试原型,成品表面不如SLA光洁,精细度差,所以一般为了产生拥有足够强度的产品,还需要一系列的后续处理工序。此外,由于制造相关材料粉末的技术比较复杂,成本较高,所以3DP技术主要应用在专业领域。,主流技术,选择性激光烧结(SLS),利用粉末材料在激光照射下烧结的原理,层层堆结成型。首先铺一层粉末材料,将材料预热到接近熔化点,再使用激光在该层截面上扫描,使粉末温度升至熔化点,然后烧结形成粘接,接着不断重复铺粉、烧结的过程,直至完成整个模型成型。 激光烧结技术可以使用非常多的粉末材料,并制成相应材质的成品,激光烧结的成品精度好、强度高,但是最主要的优势还是在于金属成品的制作,可以直接烧结金属零件,最终成品的强度远远优于其他3D打印技术。 但是粉末烧结的表面粗糙,需要后期处理,其次使用大功率激光器,除了本身的设备成本,还需要很多辅助保护工艺,整体技术难度较大,制造和维护成本非常高,普通用户无法承受,所以应用范围主要集中在高端制造领域。,主流技术,FDM打印机,便携式打印机(FDM),光固化打印机,激光烧结打印机,挤出头 带特制齿轮42步进电机 热电偶 加热管 0.4mm直径的喷嘴,主要部分,热床 模型的载体,使其保持一定的温度粘着在平面上,主要部分,XYZ轴,主要部分,闪铸双喷头Creator 产品参数: 打印尺寸:225*145*150mm 层厚:0.1mm0.5mm(一般设置0.20.3) 喷嘴直径:0.4mm 运动轴速度:40mm/s 喷头流速:大约24cc/小时 喷头温度:220230度 热床温度:110120度 定位精度:Z轴:0.0025mm,XY轴:0.011mm,组装、打印示范,
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