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创速:3D打印制作的技术原理及步骤

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创速:3D打印制作的技术原理及步骤

发布日期:2018-07-25 作者:台州市创速模型有限公司 点击:

 原理

       3D打印技术是以计算机三维设计模型为蓝本,用软件将其离散分解成若干层平面切片,然后由数控成型系统利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末状、液状或丝状金属、陶瓷、塑料、细胞组织等材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品。3D打印机是3D打印的核心装备,它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统,主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。与传统制造业的“减材制造技术”相反,3D打印遵从的是加法原则,即“逐层叠加”原则,不再需要传统的刀具、夹具和机床,能实现设计制造一体化,从而大幅降低了生产成本和缩短了加工周期,提高了原材料和能源的利用率,减少了对环境的影响,并且能实现复杂结构产品的设计制造,成型产品的密度也更加均匀。 


步骤

       辅助设计人员使用计算机建模软件制作出产品的三维数字模型,再根据模型自动分析出打印的工序,之后按下“打印”键,3D打印机就可以把它们打印出来。3D打印与传统打印原理是一样的,只是所用的打印原材料不一样,传统打印用的是“墨水”,而用于3D打印的原材料则必须是能够液化、粉末化、丝化的塑料、金属、陶瓷或砂等,在打印完成后又能重新结合起来,并具有合格的物理、化学性质。


三维设计

       三维打印的设计过程是:先通过计算机建模软件建模,再将建成的三维立体模型“分区”成逐层的截面,即切片,从而指导打印机逐层打印。3D设计软件是3D打印的数据源头,3D打印所需的模型是由3D设计软件创建的,国内的3D设计软件包括CAD、中望3D、CAXA等。虽然目前3D打印的专用软件不少,但更为直观、简单、实用的3D打印专用软件还有待开发。


切片处理

       3D打印与激光成型技术一样,采用了分层加工、叠加成型来完成3D实体打印。每一层的打印过程分为两步[3],首先打印机通过读取文件中的横截面信息,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。


完成打印

       3D打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够,但在弯曲的表面可能会比较粗糙,像图像上的锯齿一样,要获得更高分辨率的物品可以先用当前的三维打印机打出稍大一点的物体,再稍微经过表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。  

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