六種常見3D打印工藝簡介(含建模介紹)

光固化成型(SLA)工藝

以光敏樹脂(利用液態(tài)光敏材料的特性)為加工材料车酣,在計算機控制下,紫外激光束(紫外光波長:250nm~400nm)按各分層截面輪廓的軌跡進行逐點掃描鲤看,被掃描區(qū)內(nèi)的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應后固化灭红,形成制件的一個薄層截面(由點到線、由線到面)摊册。

每一層固化完畢之后,工作平臺移動一個層厚的高度弥锄,然后在之前固化的樹脂表面再鋪上一層新的光敏樹脂以便進行循環(huán)掃描和固化丧靡。如此反復蟆沫,每形成新的一層均粘附到前一層上籽暇,直到完成零件的制作。進行最終固化饭庞,再經(jīng)打光戒悠、電鍍、噴漆或著色處理即得到要求的產(chǎn)品舟山。


選擇性激光燒結(SLS)工藝

采用高能紅外激光作能源绸狐,按照計算機輸出的產(chǎn)品模型的分層輪廓,在選擇區(qū)域內(nèi)掃描和熔融工作臺上已均勻鋪層的粉末材料累盗,處于掃描區(qū)域內(nèi)的粉末被激光束熔融后寒矿,形成一層燒結層。

逐層燒結后若债,再去掉多余的粉末即獲得產(chǎn)品原型符相。(是利用低熔點金屬或粘結劑的熔化將高熔點的金屬或非金屬粉末粘結在一起)

與其它3D打印機技術相比,SLS最突出的優(yōu)點在于它所使用的成型材料十分廣泛。從理論上說啊终,任何加熱后能夠形成原子間粘結的粉末材料都可以作為SLS的成型材料镜豹。目前,可成功進行SLS成型加工的材料有:石蠟蓝牲、高分子材料(PC趟脂,尼龍,PE例衍,PP等)昔期、金屬、陶瓷粉末佛玄、復合粉末材料镇眷。


選擇性激光熔化(SLM)工藝

利用激光的高能光束對材料有選擇地掃描,使金屬粉末吸收能量后溫度快速升高翎嫡,發(fā)生熔化并接著進行快速固化欠动,實現(xiàn)對金屬粉末材料的激光加工。

發(fā)展于SLS工藝惑申,只是在激光器與粉末原材料的使用上不同具伍,采用金屬材料,將金屬粉末完全熔化融合圈驼,激光功率高于SLS技術人芽。


分層實體制造(LOM)工藝

采用薄片材料(如紙片、塑料薄膜或復合材料)绩脆,用激光切割系統(tǒng)按照計算機提取的橫截面輪廓線數(shù)據(jù)萤厅,將背面涂有熱熔膠的紙用激光切割出工件的內(nèi)外輪廓。

切割完一層后靴迫,送料機構將新的一層紙疊加上去惕味,利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一起,然后再進行切割玉锌,一層層地切割名挥、粘合,最終形成三維工件主守。原理可參考中國的千層底布鞋禀倔,都是分層疊加獲得產(chǎn)品的過程。


熔融沉積制造(FDM)工藝

采用熱熔噴頭裝置参淫,使得熔融狀態(tài)的塑料絲救湖,在計算機的控制下,按模型分層數(shù)據(jù)控制的路徑從噴頭擠出涎才,并在指定的位置沉積和凝固成型鞋既,逐層沉積和凝固,從而完成整個零件的加工過程。

是最早實現(xiàn)的開源3D打印技術涛救,用戶普及率高畏邢,應用范圍很廣。成品的表面質(zhì)量上表面好于下表面检吆、水平面好于垂直面舒萎、垂直面好于斜面;強度在水平方向強于垂直方向蹭沛;垂直高度越高則成型時間越長臂寝。

市面上最常見的3D打印機就是FDM工藝的3D打印機。


三維印刷成型(3DP)工藝

首先在工作倉中均勻地鋪粉摊灭,再用噴頭按指定路徑將液態(tài)的粘結劑噴涂在粉層上的指定區(qū)域咆贬,隨著工作倉的下降逐層鋪粉并噴涂粘結劑,待粘結劑固化后帚呼,除去多余的粉末材料掏缎,即可得到所需的產(chǎn)品原型。?

3DP工藝可分為三種: 粉末粘結3DP工藝煤杀、噴墨光固化3DP工藝眷蜈、粉末粘結與噴墨光固化復合3DP工藝。

3DP成型速度快沈自,成型材料種類多酌儒,適合做桌面型的快速成型設備,且成型過程不需要支撐枯途,多余粉末的去除比較方便忌怎,特別適合于做內(nèi)腔復雜的原型,所以3DP技術在建筑業(yè)酪夷,游戲業(yè)榴啸,玩具和藝術行業(yè)等都有廣泛的應用。


3D打印技術對其成型材料的要求一般有以下幾點:

1. 適應逐層累加方式的3D打印建造模式捶索。

2. 在各種3D打印的建造方式下能快速實現(xiàn)層內(nèi)建造及層間連接插掂。

3. 制造的原型零件具有一定尺寸精度灰瞻、表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性腥例。

4. 制造的原型零件具有一定力學性能及性能穩(wěn)定性或組織性能,且無毒酝润、無污染燎竖。

5. 應該有利于后續(xù)處理工藝。

各打印工藝的部分打印材料



三維建模的方法:

(1)正向設計 ? ?根據(jù)設計者的數(shù)據(jù)要销、草圖构回、照片、工程圖紙(二維)等信息在計算機上利用CAD軟件構建三維模型。常用軟件:UG纤掸、Pro/E脐供、、3DSMAX借跪、Solidworks等

(2)逆向設計 ? ?對已有產(chǎn)品(樣品或模型)進行三維掃描或自動測量政己,再由計算機生成三維模型。常見的三維掃描儀品牌有:Steinbichler掏愁、Gom歇由、Breuckmann、Artec3d(德國)果港,中國有shining 3d沦泌。常用軟件:UG、CopyCAD辛掠、PolyWorks等

(3)算法建模? ? 以一個過程和相應的控制參數(shù)谢谦,用分形幾何來描述這些不規(guī)則的幾何形體及自然景物的建模。


建模軟件介紹

想要實現(xiàn)打印則必須將文件轉化為STL的格式萝衩,上述軟件幾乎所有都內(nèi)置轉化功能他宛。

SLT文件實質(zhì)是用多個三角形面片來描述模型。因此只能是近似描述欠气,存在公差厅各。公差小則三角形面片多,描述精確但文件大预柒,打印機可能無法處理队塘。

因此精度的選擇要合適。文件有二進制和ASCII碼兩種形式宜鸯,二進制內(nèi)存比較小憔古。


三角花前后


三角化的不同程度與精度
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