什么是 3D 打印?

fanly 问答 2018-06-19 20:59:42 阅读(...) 评论(0)

你有没有想过 3D 打印是如何工作的,3D 打印的类型是什么,或者现在使用什么 3D 打印?您来对地方了:我们将介绍 3D 打印的基本定义,如何使用不同的版本以及增材制造技术所能实现的一些令人难以置信的事情。

3D 打印

3D 打印:基本定义

3D 打印是一种制造过程,通过逐步添加材料直至完成对象来创建三维对象(这与减去制造技术(如雕刻或铣削)形成对比,其中通过从一块原材料中选择性地去除零件来创建对象)。3D 打印机只是一台可以采用数字 3D 模型并通过增材制造将其转变为有形 3D 对象的机器。虽然这些打印机有很多种形式,但它们都有三个基本部分。

1.数字文件

数字文件指示打印机如何创建 3D 对象。它通过将物体分成几层并以非常精确的方式描述每一层的尺寸来实现这一点。然后,您将完成的数字文件上传到打印机,然后观看它的工作。许多程序都可以创建这些文件,包括 Tinkercad 和 Blender,它们都是初学者友好的选项。

2.印刷机

机器必须准确地复制数字文件中描述的层。这意味着它需要足够的自由和干净的空间来构建物体,这就是为什么 3D 打印机通常需要箱子,增值箱或隔间才能工作的原因。虽然技术各不相同,但这些机器通常使用喷嘴和/或激光来放置材料,然后为每层设置或固化它。正如您可以想象的那样,这些机器必须非常仔细地进行校准:最先进的 3D 打印机只能在真空或特定温度下运行。

3.印刷材料

打印机成形或挤出形成打印对象的打印材料。尽管 3D 打印物体通常由单一材料制成,但该材料可以由许多不同的物质制成。其中最受欢迎的是 ABS 塑料,即大多数家用打印机中使用的彩色挤塑塑料。然而,3D 打印机也可以使用各种类型的尼龙和树脂,其中一些设计得非常坚硬耐用(对于原型测试来说效果更好,其他打印机可​​能使用金,银,金等金属,有些使用陶瓷材料,有些则使用合成砂岩也有许多混合材料将塑料与其他材料结合起来以增加更多的性能。

3D 打印的类型

3D 打印技术已经存在了数十年。一个重要的转折点发生在 2009 年左右,当时一项名为 FDM(融合沉积模型)的消费者友好版 3D 打印在该专利到期后公开可用。这导致了经济实惠的 3D 打印设备的蓬勃发展,今天当大多数人想到 3D 打印机时,他们想象的是 FDM 挤出方式。然而,在各个行业中使用的 3D 打印类型有很多种:这里有几个最重要的部分(如果您想购买自己的 3D 打印机,请点击此处查看)。

融合沉积模型(FDM): FDM 使用一个简单的喷嘴来塑造更多的塑料细丝,这些塑料细丝会冷却成 3D 打印的形状。这是 3D 打印最便宜的版本,也是消费者可以买到的那种。由于它只需要一个盒子,一个喷嘴和一个将数字数据转化为运动的系统,这种类型的打印机可以有多种不同的尺寸。

立体光刻技术(SLA):技术上来说,它是 20 世纪 80 年代发明的第一种 3D 打印技术,SLA 在反应型液态树脂上照射激光,使其瞬间变硬。然后将物体逐层从液体桶中取出。SLA 比 FDM 具有更多的细节,但是印刷过程也更加复杂。

喷射过程:喷有点类似 SLA,只是不使用液体的大桶,它喷射反应性聚合物的射流到基础,然后闪烁 UV 光也喷涂下一层之前以硬化聚合物(一些版本使用粉末状材料和胶水层,或在材料之间进行更换)。它与现代喷墨打印机最为相似,只是喷射倾向于使用具有独特属性的高级聚合物。这种打印方法可以非常详细,并且经常在工业应用中使用。

选择性激光烧结(SLS):这种打印机从具有非常特殊性能的粉末材料开始,如聚酰胺和热塑性弹性体。它使用强大的激光将这些粉末迅速熔合(不熔化!)成正确的层,形成非常耐用的物体。这种 3D 打印的工业版本对于批量生产功能部件或原型非常有用。

金属印刷:诸如选择性激光熔化(SLM)和电子束熔化(EBM)等印刷类型使用类似焊接的技术来创建物体。这台打印机缓慢地移动一个平台,因为多层金属粉被添加和融化,精度极高。这种类型的印刷需要非常强大的激光器和受控环境,所以在情境工业制造之外通常不会出现这种情况。

3D 打印行业:3D 打印的流行用途

很难找到未受 3D 打印影响的部门。世界各地的制造工艺都采用 3D 打印技术来帮助解决问题并提高效率。当用于大规模生产时,3D 打印往往比任何其他方法都便宜。用于创建原型时,它通常是最快的选择。但那只是开始!检查一下 3D 打印目前正在使用的几种令人难以置信的方式。

  • 鞋类:Feetz 和 3D Shoes 等公司按需制造 3D 打印鞋,并提供大量定制选项。更大的品牌也开始进入这个行业!
  • 房屋:是的,我们现在也在打印 3D 房屋!事实上,制造商 Apis Ctor 已经开发出一种可以在 24 小时内打印和涂漆的房子。
  • 医疗保健材料:常见的一次性医疗保健目标,如样本杯,现在通常来自 3D 打印系统。在假肢世界中,3D 打印用于为个人独特的身体和要求创建定制假肢。先进的系统甚至可以生成由生物墨水制成的 3D 皮肤移植物。
  • 定制订购:在家里还是在工作中,感觉被排除在 3D 打印业务之外?成千上万的印刷公司现在提供 3D 打印,您可以在其中指定物体,材料并在线下单。
  • 套装设计:套装设计和道具制作已经完全采用 3D 打印作为一种更便宜,更快速的方式来为今天的节目和剧场制作非常具体的道具。想象一下,当你能够立即绘制,编程和打印即使是最古怪或历史的物体的可用版本时,创建一个外来环境也变得容易多了!

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