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全面解读:3D打印印刷过程与材料

  全面解读:
3D打印印刷过程与材料

3D打印是添加剂制造技术的一种形式,在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。
3D打印机相对于其他的添加剂制造技术而言,具有速度快,价格便宜,高易用性等优点。
3D打印机就是可以“打印”出真实
3D物体的一种设备,功能上与激光成型技术一样,采用分层加工、迭加成形,即通过逐层增加材料来生成
3D实体,与传统的去除材料加工技术完全不同。称之为“打印机”是参照了其技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。
3D打印技术在珠宝首饰、鞋类、工业设计、建筑、汽车、航天、牙科及医疗方面都能得到广泛的应用。

  打印步骤

每一层的打印过程分为两步,首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水,胶水液滴本身很小,且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末,粉末遇到胶水会迅速固化黏结,而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下,实体模型将会被“打印”成型,打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型,而剩余粉末还可循环利用。打印耗材由传统的墨水、纸张转变为胶水、粉末,当然胶水和粉末都是经过处理的特殊材料,不仅对固化反应速度有要求,对于模型强度以及“打印”分辨率都有直接影响。

  技术水平

  目前的
3D打印技术能够实现
600dpi分辨率,每层厚度只有
0.01毫米,即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印。当然受到喷打印原理的限制,打印速度势必不会很快,目前较先进的产品可以实现每小时
25毫米高度的垂直速率,相比早期产品有
10倍提升,而且可以利用有色胶水实现彩色打印,色彩深度高达
24位。由于打印精度高,打印出的模型品质自然不错。除了可以表现出外形曲线上的设计,结构以及运动部件也不在话下。

  如果用来打印机械装配图,齿轮、轴承、拉杆等都可以正常活动,而腔体、沟槽等形态特征位置准确,甚至可以满足装配要求,打印出的实体还可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。同时粉末材料不限于砂型材料,还有弹性伸缩、高性能复合、熔模铸造等其它材料可供选择。不过,虽然
3D打印机价格在不断降低,很多厂商、设计院、大学等都开始或准备配备,但产品价格依然较高。
3DSystems推出的新款
InVisionLD入门级桌面型产品价格为
1.59万美元,而
ZCorporation出品的中端型号
Z510要价
10万美元。好在
3D打印机的耗材成本并不夸张,例如打印手机模型,大概花费
20美元材料费,比起其它成型技术成本要低得多。

3D打印服务电话:
15300175869

3D打印服务地址:京市西城区新街口外大街
28号
102楼
120室(中关村德胜科技园
DRC北京工业设计创意产业基地)

3D打印服务网址:
www.suntop-tech.com

  印刷材料

3D打印所用到的印刷油墨类型极广,甚至可利用
3D打印机打印出一个和自己笑脸一模一样的巧克力:首先,通过
3D建模软件,如
123D或者
Photofly,将
iPhone或普通卡片机中的照片转换成
3D图像数据,上传到电脑后,就拥有了自己的三维设计图。“油墨”则是液态巧克力,把巧克力融化后,装进打印机中的储存器,按下“打印”键,打印机就会根据图像数据把液态巧克力一层层堆叠成你的笑脸形状。每层巧克力打印出来后,必须经过凝固才开始下一层打印,加装保温和冷却系统即可保证巧克力的粘稠度和温度。

  在原材料领域,
XeroxPARC公司还正在研发传感器、晶体管等电子产品的打印材料,一旦成功,将意味着消费者可以自行设计打印手机或者
MP3等。应用软件领域,工程师和程序员不时共享代码和设计,越来越多免费开源软件的出现,降低了
3D打印的设计成本,如
123D、
OpenSCAD、
Tinkercard等。

3D印刷优势

  相比传统制造工艺,
3D打印技术有两个优点,一是节省原材料和人工。由于采用“添加制造技术”,它的用料只有原来的
1/3到
1/2,打印速度却快
4倍。同时因省却生产线和一部分组装过程,可降低人工成本。第二个优点是可以制作形态各异的物品。理论上,只要电脑可以设计出的造型,
3D打印机都可以打印出来,
2011年在加拿大展出的
3D打印汽车
Urbee,即以其时尚前卫的流线型外观吸引了众多关注。

3D打印技术的局限主要体现在材料上,目前打印材料主要是塑料、树脂和金属,骨骼等有机原料的研究也正在进行并有了初步成果。受材料限制,
3D打印最初的应用局限在建模和工业设计领域。但如今,
3D打印技术逐渐开始被用于生产环节。它适用于小批量加工,由于不需要模具,对产品的修改不会增加额外成本,只需修改设计图即可。这也意味着,小批量个性化定制的成本被降低。未来,定制个性化的家具、食品、工艺品等商品将变得更加划算。更多的咨询敬请关注北京上拓科技有限公司。

  本文主要介绍了
3D打印的印刷过程与材料,更多的
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