3D打印是什么原理?
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2024-04-26
目前市场上多数桌面打印机都是通过熔丝加工,将塑料丝原材料进行塑性、冷却,然后成型,我们可以根据这个过程来对比分析3D打印机的性能:
1、送料
将你需要打印的原材料送进熔丝口。送料的速度很关键,太快容易造成喷头堵死,太慢会因为送料不及时,影响打印效果。WiibooxThree打印机采用齿轮送料,这种送料方式可以提供合适的原材料的推送力,可靠性增加。
2、打印速度和打印精度
打印速度和打印精度是3D打印机很重要的参数,打印速度快可以快速大量打印不同模型。打印精度高可以体现在打印模型的分辨率上,精度高的打印机打印出的模型会比较精致,精度比较差的打印机打印出的模型会比较粗糙。但是有时候,打印速度和精度不能兼得。
3、打印材料
打印机支持的打印材料对于选择打印机也很重要,常用的打印材料有PLA、ABS等,选择打印机时,看是否支持你所需要的材料。
创想三维FDM型3D打印机CR-3040Pro,全密闭式机身结构设计,运行承载能力大,保障恒温环境,打印稳定性和精密度更好。
3D打印机,对很多人来说是熟悉而又陌生的,或许我们了解它的工作原理、懂得操作方法,但对如何选择却知之甚少。如今市面上生产3D打印机的厂家越来越多,机器的类型也是形形色色、不拘一格,许多人在选择打印机时如排沙简金一般,无所适从。
我们在购买3D打印机之前,首先要规避几个误区,因为期望过高,会影响对机器本身的判断。
误区一:3D打印机什么都可以打印
事实上3D打印是会被模板所限制的,打印一个物体之前你需要有它的三维数据,网上的素材毕竟有限,找不到合适的素材时就需要自身会使用建模软件,再加上所用材料限制等一系列问题,3D打印机作为万能机目前只存在于理论。
误区二:用3D打印机打印东西很快
虽然3D打印技术日益进步,但如果是较简单的物件,相对传统制造方式来说还是慢的,太快会影响打印质量。如果是做工、构造复杂的产品,3D打印的优越性就会体现出来。
误区三:3D打印不会出现任何失误
这是一个比较常见的错误想法,很多人在买到打印机后遇到堵头、拉丝等问题时就开始质疑机器质量、性能,虽然很多商家的3D打印机拥有完善的设计,尽量减少问题的出现,但毕竟是新兴产品,要做到一点问题都没有是不可能的,所以用户自身要做好心理预期。
其实不同公司制造3d打印设备基本原理都是一样的,那就是“分层制造,逐层叠加”,所以我们在购买3D打印机时需要关注的点也是较固定的,具体总结下来,包括以下几个方面:
1.切片软件
切片软件的好坏至关重要,选择时要看其是否能在电脑上看到切片过程、设置切片参数时是否方便等,市场上应用较多的切片软件有Ultimaker的Cura、HORI3D的Cura、XYZprinting的XYZware、Makerbot的Makerware以及Flashforge的Flashprint等。拿HORI3D的Cura举例,这款切片软件是弘瑞自己研发的,有着易于操作、模型自动切割、手动添加支撑、模型自动置于平台等众多特色功能,并且拥有树形支撑,设有自动按钮,打印界面更清晰,这些都可以作为用户挑选切片软件的参考。
模型切割效果,切割后的每一部分可以移除、复制和独立打印
手动添加支撑
2.打印精度
何为打印精度?其实就是打印出来的模型和三维图纸设计尺寸之间的误差以及产品表面光滑度,打印精度与喷嘴直径有关,打印机都会在参数上写清楚层高精度以及定位精度。
3D打印机喷嘴近景
如果用户对这些数据没有什么概念,则可以在购买之前先给卖家寄送一个测试模型文件,待卖家打印出来后,再做判断。
3.操作简便性
许多用户并非是3D打印机的资深使用者,所以在购买机器时要注意机器操作的简便性,像弘瑞3D打印机采用触摸屏,操作仅需四步,开机、调平、进料、涂胶,上手就很容易,用户在购买打印机时可以多作对比。
4.价格
我们购买产品时,价格经常会是考虑的第一因素,目前市场上3D打印机价格参差不齐,有低至几百元的,也有上万元的,但毕竟一分价钱一分货,尤其是需要长期使用的机械类产品,也不能因为图便宜而忽视其他性能。在价格上犹豫不决时,可以另外了解其外观设计、机器质地、机器稳定性安全性、可打印产品尺寸等因素,再决定是否能接受其价格。
工作中的3D打印机
5.售后服务
售后服务很能看出一个公司的信誉问题,信誉好的公司,产品本身也不会差到哪里去,不专业不负责任的售后会给用户带来很多困扰,所以在购买产品时一定要搞清楚企业的售后,比如是否提供免费培训安装服务、保质期时间、是否提供上门服务等。
除以上几点,用户在购买机器时还可以考虑机器耗材种类(支持打印材料种类越多越好)、打印需求(打印大物件还是小物件)等。
凡事预则立,不预则废,只有做好了充足的准备,才会避免许多不必要的麻烦。
主要有六个方面
1)打印精度
由于桌面机目前只有FDM,SLA 两种技术,从数据上看,工业机和桌面机差别不大,FDM的最小分辨率由打印挤出口的大小决定,基本都在0.3-0.6MM之间,层厚由Z轴决定,由于桌面机多用步进电机,工业3D打印机则采用伺服电机,在实际打印过程中避免了失步等导致精度失真的问题。
2)打印速度
打印速度是区分工业机和桌面机另一重要区别,由于桌面机在成本上的限制,多采用16位和32位芯片作为主控芯片,数据处理速度难以和64位的CPU相比,在FDM 上由于精度的原因,差别不大,但在SLA技术上前者扫描速度最多为1m/秒,而后者可达7m-15m/秒。
3)打印支撑的设计和去除质量
打印支撑和打印实体可分参数打印的设计是区分工业机和桌面机的最重要标志,为什么呢?因为工业机是应用在实际生产领域,对最后打印的效果要有很高的可控性要求,用过桌面机的朋友都知道,无论是FDM还是SLA设备,由于支撑和实体在打印过程中是不区分的,打印结束后支撑的剥离是个非常不可控的因数,最后往往会导致剥离失败,破坏实体。
而工业机就根本性解决了这个问题,比如西通RIVERBASE 500通过软件算法,对实体和支撑采用不同的速率和激光能量打印,使支撑和实体固化为不同的材料,从而达到易剥离的目的,另外,西通正在研发的喷墨式工业打印机,把支撑和实体设计为两种不同的树脂材料,其中支撑材料融于特定溶液,达到去支撑无痕化的目的。
4)打印尺寸是区分桌面和工业级打印机的重要指标
一般来说,支持的打印尺寸越大,打印机的价格越昂贵。如果你需要一个能打印微波炉大小的3D打印机。现在市场上绝大部分的桌面3D打印机,都只能打比较小的东西。即使要打印像iPad底面大小的物体,恐怕很多打印机就不能胜任了。但是如果只需要打印茶杯大小的物体,市面上几乎所有的打印机都能做得到。
工业打印机一般打印体积都很大,以适合于规模化的生产。但是相应地,大的体积导致系统复杂性成倍提高,材料成本增加,测试、安装、运输、维护费用高昂;尤其是在保持可靠性的前提下,基本上每个零部件的指标都更加苛刻,才能保证整机的打印精度和稳定性。这些因素都会成倍地提高打印机造价。另外工业打印机不象家用打印机设计那么简单,一般还有各种关于合规(compliance)的设计,以符合不同工业的要求,这些也都会很大程度上增加造价,极光的A8就是这样的。
5)打印可靠性
打印可靠性,通俗来说,就是打印成功率。打印成功率才是真正考验设计团队功力的指标,也是区分桌面和工业级别3D打印机的重要指标,毕竟工业级打印机是用来量产的。打印过程通常很漫长,一般至少要几个小时,而只要有一个细节没有处理好,打印就算失败了。这个时候,别的细节打印精度再高,又如何?毕竟整个材料都浪费了。现在即使号称业界最稳定的桌面3D打印机,打印成功率也只有70%多一些。这也意味着,打印一百次,由于种种原因,至少有30次使用的材料是废掉的。而这些材料用户都是无法回收的,只能扔掉,所以每次打印失败,都是一件费时、费钱又窝火的事情。而对用户来说,可靠性毕竟不是客观指标,本身也很难量化。而工业机的打印成功率几乎能做到100%,大大提高了生产效率,降低了包括人力、时间等综合成本。
6)打印过程的自检测功能
基于成本及体积原因,桌面机几乎对打印过程没有自动校正和检测功能,而此项设计是工业机的标配
7)应用领域
工业机器广泛的运用于航空、航天、汽车制造、医疗、模具、珠宝制作等行业,购买者大多集中在大型企业,以及制造分包商,而桌面机市场更多地集中在教育、创客和简单模型制作,客户主要是大中小学、MAKER以及创意个人。
8)价格
工业机是3D打印行业的真正的白富美,技术含量高,专利等竞争门槛把大多数排出在外,目前还属于卖方市场,国内提供商除珠海西通、深圳极光尔沃外,还有西安恒通桌面机在国内经过多年的竞争,市场已陷入红海,销售主要依靠招投标,以及淘宝、京东等零售市场。