3D打印能够帮助人们将想法变成现实,但即使技术在不断发展前进,世界上仍然没有任何一台打印机能完全满足3D打印爱好者的需求。各类打印机使用着不同的材料和技术,没有一劳永逸的选择。3D打印技术和方法有哪些?这篇文章将简单介绍几种主要的技术。
熔融沉积成型
熔融沉积成型是目前最普及的3D打印技术,通过加热喷嘴将热塑性材料(如PLA、ABS或尼龙)熔融挤出,逐层堆积成型。打印时,耗材丝通过送料机构进入加热喷嘴,熔化后以精确路径沉积在工作平台上,冷却后固化。每层厚度通常在0.05~0.3毫米之间,可通过减小层厚提高表面精度,但会延长打印时间。
光聚合
光聚合技术使用的材料是液态光敏树脂。在成型室里铺上一层层液态光敏树脂,每铺完一层,就有一道紫外光照射进成型室并将之固化,此过程属于光聚合技术,常见子类包括SLA(激光扫描)、DLP(投影整层固化)、LCD(液晶掩膜固化)。当每一层液态光敏树脂摆放好后,紫外光或可见光(如405nm蓝光)选择性固化树脂,每层厚度通常为25-100微米。同时,承载成型物体的升降工作台会下降几分之一毫米,为成型室留出更多的空间。然后,刮板继续扫平新铺的液态光敏树脂层,直到新液态光敏树脂层与前一层液态光敏树脂固化在一起。此过程将一直持续,直到3D物体打印完成。
材料喷射
材料喷射技术利用小喷嘴喷洒材料,类似喷墨打印机,但采用压电喷头精确喷射。材料从喷嘴喷出,洒落在成型平台上。每放置一层,便使用紫外光将该层材料和上一层材料一同硬化。
粘合剂喷射
粘合剂喷射利用的是液体粘合剂和粉末状材料。使用刮板均匀地将各材料层上的粉状颗粒涂抹均匀。先是喷洒粉末,然后喷洒液体粘合剂使新增粉末层与已铺设的粉末层固化在一起。物体打印完成后,未粘合的残留粉末可通过清理或回收再利用。
粉末床熔融
包括SLS(塑料粉末)、SLM(金属全熔)、EBM(电子束熔融钛合金)等。玻璃、金属、塑料或陶瓷粉末在高功率激光的作用下烧结在一起。激光扫描每层材料,确认它是最终物体的一部分后,将它烧结在粉末床上。完成各个部分并增加新材料后,粉末床会下降一个层次。这种方法的优点是,粉末就可形成支撑结构,不需要额外的支撑物。
薄片层压
薄片层压技术通过热压或胶粘工艺将材料层逐层粘合在一起,使之最终形成3D打印物体。大部分情况下,这些材料层为聚合物、金属或纸片形成的薄片。使用不同的材料意味着后续操作也不同。例如,纸片是通过胶粘剂胶合和精密刀片切割,从而形成最终产品,而金属片是在CNC,即电脑数值控制下加工成正确的形状,再用超声波焊接在一起。
定向能量沉积
定向能量沉积使用的是多轴机械臂和3D印刷设备。喷嘴喷出粉末(一般是金属)于表面上,然后等离子弧,电子束或其它能源将粉末融化并融合在一起,进而固化成最终物体。
楼主最近还看过