首页
产品
资讯中心首页 教育新闻 装备前沿 市场行情 协会公告 企业动态 教育评论 政策文件 行业规范 技术文章
首页 > 技术中心 > 技术文章 > 正文
制造业革命——3D打印的主流工艺盘点
http://www.ceiea.com 2015年03月27日 11:16 中国教育装备网
分享到:
更多


  核心提示:大家对3D打印这个热门概念应该都或有耳闻,下面给大家介绍一下3D打印的主流技术及其工艺,希望能够帮助大家更深一步了解3D打印的工作原理和其工作特点。现在我们来看看3D打印的主流工艺流程。

  现在我们来看看3D打印的主流工艺流程。

  熔融沉积造型(Fused deposition modeling,FDM)

  FDM 可能是目前应用最广泛的一种工艺,很多消费级3D 打印机都是采用的这种工艺,因为它实现起来相对容易:

  FDM加热头把热熔性材料(ABS树脂、尼龙、蜡等)加热到临界状态,使其呈现半流体状态,然后加热头会在软件控制下沿CAD 确定的二维几何轨迹运动,同时喷头将半流动状态的材料挤压出来,材料瞬时凝固形成有轮廓形状的薄层。

  这个过程与二维打印机的打印过程很相似,只不过从打印头出来的不是油墨,而是ABS树脂等材料的熔融物。同时由于3D 打印机的打印头或底座能够在垂直方向移动,所以它能让材料逐层进行快速累积,并且每层都是CAD 模型确定的轨迹打印出确定的形状,所以最终能够打印出设计好的三维物体。

  光固化立体造型(Stereolithography,SLA)

  据维基百科记载,1984年的第一台快速成形设备采用的就是光固化立体造型工艺,现在的快速成型设备中,以SLA的研究最为深入,运用也最为广泛。平时我们通常将这种工艺简称“光固化”,该工艺的基础是能在紫外光照射下产生聚合反应的光敏树脂。

  与其它3D 打印工艺一样,SLA 光固化设备也会在开始“打印”物体前,将物体的三维数字模型切片。然后电脑控制下,紫外激光会沿着零件各分层截面轮廓,对液态树脂进行逐点扫描。被扫描到的树脂薄层会产生聚合反应,由点逐渐形成线,最终形成零件的一个薄层的固化截面,而未被扫描到的树脂保持原来的液态。

  当一层固化完毕,升降工作台移动一个层片厚度的距离,在上一层已经固化的树脂表面再覆盖一层新的液态树脂,用以进行再一次的扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上,如此循环往复,直到整个零件原型制造完毕。

  SLA 工艺的特点是,能够呈现较高的精度和较好的表面质量,并能制造形状特别复杂(如空心零件)和特别精细(如工艺品、首饰等)的零件。

  选择性激光烧结(SLS)

  数字模型分层切割与逐层制造是3D 打印工艺的基础,这里往后就不再赘述了。除此之外,SLS 工艺与SLA 光固化工艺还有相似之处,即都需要借助激光将物质固化为整体。不同的是,SLS 工艺使用的是红外激光束,材料则由光敏树脂变成了塑料、蜡、陶瓷、金属或其复合物的粉末。

  先将一层很薄(亚毫米级)的原料粉未铺在工作台上,接着在电脑控制下的激光束通过扫描器以一定的速度和能量密度,按分层面的二维数据扫描。激光扫描过的粉末就烧结成一定厚度的实体片层,未扫描的地方仍然保持松散的粉末状。

  一层扫描完毕,随后对下一层进行扫描。先根据物体截层厚度升降工作台,铺粉滚筒再次将粉末铺平,然后再开始新一层的扫描。如此反复,直至扫描完所有层面。去掉多余粉末,再经过打磨、烘干等适当的后处理,即可获得零件。

  目前应用此工艺时,以蜡粉末及塑料粉末作为原料较多,而用金属粉或陶瓷粉进行粘接或烧结的工艺尚未实际应用。

  层片叠加制造(Laminated object manufacturing,LOM)

  在层片叠加制造工艺中,机器会将单面涂有热溶胶的箔材通过热辊加热,热溶胶在加热状态下可产生粘性,所以由纸、陶瓷箔、金属箔等构成的材料就会粘接在一起。接着,上方的激光器按照CAD 模型分层数据,用激光束将箔材切割成所制零件的内外轮廓。然后再铺上新的一层箔材,通过热压装置将其与下面已切割层粘合在一起,激光束再次切割。然后重复这个过程,直至整个零部件打印完成。

  不难发现,LOM 工艺还是有传统切削的影子。只不过它不是用大块原材料进行整体切削,而是将原来的零部件模型分割为多层,然后进行逐层切削。北京太尔时代最开始研发的3D 打印机也是LOM 工艺的3D 打印机,不过因为采用纸作为原料,用激光切割存在点燃风险,且应用受限,所以太尔时代后来转而主攻FDM 工艺。

  三维印刷工艺(3D printing,3DP)

  三维印刷,也称三维打印。维基百科显示,1989年,麻省理工的Emanuel M. Sachs和John S. Haggerty等在美国申请了三维印刷技术的专利,之后Emanuel M. Sachs和John S. Haggerty又多次对该技术进行完善,并最终形成了今天的三维印刷工艺。

  从工作方式来看,三维印刷与传统二维喷墨打印最接近。与SLS 工艺一样,3DP 也是通过将粉末粘结成整体来制作零部件,不同之处在于,它不是通过激光熔融的方式粘结,而是通过喷头喷出的粘结剂。

  喷头在电脑控制下,按照模型截面的二维数据运行,选择性地在相应位置喷射粘结剂,最终构成层。在每一层粘结完毕后,成型缸下降一个等于层厚度的距离,供粉缸上升一段高度,推出多余粉末,并由铺粉辊推到成型缸,铺平再被压实。如此循环,直至完成整个物体的粘结。

  正面这台设备就是上拓科技使用中的3DP 打印机ZPrinter。

(来源:电子发烧友网)

责任编辑:彭传培
本文链接
         TOP↑



声明: 本网部分文章系教育装备网转载自其它媒体,目的在于信息传递,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们。



推荐企业 申请加入

行业访谈 更多专访

讷纳渔申红宾:爱评课和艺学宝 提升课堂教学质量

达冠科技谢祥:智慧黑板让教学更简单

文轩教育杨念:致力教育服务 共享教育未来

博瑞星云王建华:教育信息化 研发新产品 服务教育界

清渟科技马母教:为校园孩子的饮水安全实现保驾护航

欧帝周雪松:助力教育深化改革

广视通潘富兵:倾力打造“1+3”产品模式 助力现代化教育

青鹿胡涤新:智能互动课堂,赋能教学创新



众志成城 共克时艰-抗击新冠肺炎疫情,教装行业在行动!
第77届中国教育装备展示会
今日头条 企业动态
·抗击新冠肺炎疫情 教装行业在行动(一) 
·中行协:新型冠状病毒肺炎疫情期间灵活办公 
·抗击新冠肺炎疫情 教装行业在行动(二) 
·打赢疫情防控阻击战充分发挥协会党支部和党员作 
·关于举办第78届中国教育装备展示会的通知 
·抗击新冠肺炎疫情 教装行业在行动(三) 
·生态校园高峰论坛暨研究课题实验校年会延期 
·爱立方线上培训课程第一期新鲜出炉 
智能录播教育照明智慧黑板投影机
·北京文香亮相云南教装展 人工智能为教育赋能 
·奥威亚关键词 
·中庆智课亮相云南教育展,展示更有料的智慧 
·中广上洋田媛媛:智慧教育 融创未来 
·锐取吴蕾:全场景录播 全生态互动 
智能平板数字图书馆电子白板多媒体一体机
·中银科技携自主研发品牌亮相76届装备展示会 
·艾博德股份欧洲子公司同事到访深圳总部参观 
·显示无处不在,海信会议平板、LED显示器加持 
·四川省副省长杨兴平一行参观指导长虹教育产 
·2019希沃公益行|一起出发,看见成长的力量 
今日更新 返回首页
·河北沧州教育局五项措施做开学准备 
·贵阳市教育系统多举措力保学生“线上不失学 
·广州教研院在线教研 全市8000名教师远程参与 
·上海市2020年春季高考招生工作调整 各环节延 
·青岛:2月底前不开学 网上教学每节课小学宜 
·青岛平度市教体局“四个不放松”做好疫情防 
·黑龙江省教育厅完善助学贷款救助机制关爱受 
·上海理工大学推出新冠病毒多通道快速检测设 
热点产品

音频转换接口机DO

云蝶智慧录播

智学小u学生学习终

数字书法教学系统
关于我们 | 广告服务 | 版权声明 | 服务条款 | 联系我们 | 人才招聘 | 意见反馈 | 网站地图 | 友情链接
. COPYRIGHT 2001-2020 WWW.CEIEA.COM ALL RIGHTS RESERVED
客服热线:0551-65331897 、65373054 、65331809、65310352  传真:0551-65331860
增值电信业务经营许可证:皖B2-20090011号  ICP备案号
皖B2-20090011号

教备网在线客服

在线客服 在线客服

投稿/访谈/求购/报价

在线客服 在线客服

客服联系热线

0551-65331897

0551-65331894

0551-65331809