3D打印是什么原理?
500
2024-04-26
3D 打印机可以用各种原料打印三维模型,使用3D 辅助设计软件,工程师设计出一个模型或原型之后,无论设计的是一所房子还是人工心脏瓣膜,之后通过相关公司生产的3D打印机进行打印,打印的原料可以是有机或者无机的的材料,例如橡胶、塑料、甚至是 人体器官 ,不同的打印机厂商所提供的打印材质不同。
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,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。
3D打印的成型工作原理:首先它将每一层的打印过程分为两步,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重叠的作用下,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。而剩余粉末还可循环利用。
3D 打印机是一种创新性的制造技术,其工作原理是通过逐层堆积物料来创建 3D 物体。该技术使用多台数控机床和 3D 打印头,将高分子材料、金属粉末或陶瓷粉末等物料逐层堆叠,以创建出各种形状的复杂结构。
通过控制打印头的运动和 3D 打印机的温度,可以实现对打印物料的熔化和固化,从而实现逐层堆积。3D 打印机的工作原理涉及物理学、材料科学、计算机科学等多个领域,其应用范围广泛,可以用于制造各种类型的零件和物体。
3D打印机的技术原理如下:
1、选用标准工程热塑性塑料,如ABS、PC等可以用来生产结构功能原型;
2、成型时可以使用两种材料,而且内部可以使用栅格结构来节省材料,加快成型速度;
3、热塑性塑料聚合物细丝从喷头挤出就像挤牙膏,俗称喷丝;
4、处在较低温度的平台时热塑性材料就会快速冷却;
3D打印机的打印成型特点如下:
1、标准的工程热塑性塑料,如ABS可以用来生成带有结构功能的模型;
2、可以使用两种材料,可选栅格结构充当填充;
3、加热后的热塑性塑料细丝像挤牙膏一样从喷嘴挤出;
热塑性塑料到达较低温度的工作环境平面后迅速冷却固化
内容仅供参考并受版权保护。
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。
一、3D打印工艺的原理
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。其详细工作原理为:
1)3DP的供料方式与SLS一样,供料时将粉末通过水平压辊平辅于打印平台 之上;
2)将带有颜色的胶水通过加压的方式输送到打印头中存储;
3)接下来打印的过程就很像2D的喷墨打印机了,首先系统会根据三维模型的颜色将彩色的胶 水进行混合并选择性的喷在粉末平面上,粉末遇胶水后会粘结为实体;
4)一层粘结完成后,打印平台下降,水平压棍再次将粉末铺平,然后再开始新一层的粘结, 如此的反复层层打印,直至整个模型粘结完毕;
5)打印完成后,回收未粘结的粉末,吹净模型表面的粉末,再次将模型用透明胶水浸泡,此时模型就具有了一定的 强度。
理论上讲,任何可以制作成粉末状的材料都可以用3DP工艺成型,材料选择范围很广。
三维手枪或3D打印,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过一层又一层的多层打印方式,构造物件。3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备。 打印的原料有橡胶、塑料、金属等。有人打印出了珠宝、玩具、工具、厨房用品等,甚至有汽车专家打印出了汽车零部件,以后还可能打印出各种骨骼用于临床。
一、3D打印技术简介
3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。3D打印,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿,或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件,意味着“3D打印”这项技术的普及。
二、3D打印技术原理分析
1.三维设计
3D打印的设计过程是:先通过计算机辅助设计(CAD)或计算机动画建模软件建模,再将建成的三维模型“分割”成逐层的截面,从而指导打印机逐层打印。
设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来大致模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描来产生三维文件的扫描器,其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。
2.打印过程
打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。
打印机打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米来计算的。一般的厚度为100微米,即0.1毫米,也有部分打印机如ObjetConnex系列还有3DSystems‘ProJet系列可以打印出16微米薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50到100个微米。用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天,根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用3D打印的技术则可以将时间缩短为数个小时,当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。
3D打印枪械
传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品,而3D打印技术则可以以更快,更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。一个桌面尺寸的3D打印机就可以满足设计者或概念开发小组制造模型的需要。
3.完成
目前3D打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够(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通过如下方法:先用当前的3D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。