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3D打印知識
      
常見三種3D打印技術(shù):FDM,、SLS,、SLA技術(shù)原理
      
來源:本站原創(chuàng)   發(fā)布時間:2016-08-30   閱讀:1719次

FDM打印技術(shù)

技術(shù)原理:

FDM(Fused Deposition Modeling,熔融沉積),。

     FDM熔融層積成型技術(shù)是將絲狀的熱熔性材料加熱融化,,同時三維噴頭在計算機(jī)的控制下,根據(jù)截面輪廓信息,將材料選擇性地涂敷在工作臺上,,快速冷卻后形成一層截面,。一層成型完成后,機(jī)器工作臺下降一個高度(即分層厚度)再成型下 一層,,直至形成整個實(shí)體造型,。

FDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):

 1) 操作環(huán)境干凈、安全,,材料無毒,,可以在辦公室、家庭環(huán)境下進(jìn)行,,沒有產(chǎn)生毒氣和化學(xué)污染的危險。

2) 無需激光器等貴重元器件,,因此價格便宜,。

3) 原材料為卷軸絲形式,節(jié)省空間,,易于搬運(yùn)和替換,。

4) 材料利用率高,可備選材料很多,,價格也相對便宜,。

FDM技術(shù)的缺點(diǎn):

1) 成形后表面粗糙,需后續(xù)拋光處理,。最高精度只能為0.1mm,。

2) 速度較慢,因為噴頭做機(jī)械運(yùn)動,。

3) 需要材料作為支撐結(jié)構(gòu),。 

 

SLS打印技術(shù)

技術(shù)原理:

SLS(Selective Laser Sintering,粉末材料選擇性激光燒結(jié)),。

    該技術(shù)采用鋪粉將一層粉末材料平鋪在已成型零件的上表面,,并加熱至恰好低于該粉末燒結(jié)點(diǎn)的某一溫度,控制系統(tǒng)控制激光束按照該層的截面輪廓在粉層上掃描,,使粉末的溫度升到熔化點(diǎn),,進(jìn)行燒結(jié)并與下面已成型的部分實(shí)現(xiàn)粘結(jié)。一層完成后,,工作臺下降一層厚度,,鋪料輥在上面鋪上一層均勻密實(shí)粉末,進(jìn)行新一層截面的燒結(jié),,直至完成整個模型,。

SLS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):

1)可用多種材料。其可用材料包括高分子、金屬,、陶瓷,、石膏、尼龍等多種粉末材料,。特別是金屬粉末材料,,是目前3D打印技術(shù)中最熱門的發(fā)展方向之一。

2)制造工藝簡單,。由于可用材料比較多,,該工藝按材料的不同可以直接生產(chǎn)復(fù)雜形狀的原型、型腔模三維構(gòu)建或部件及工具,。

3)高精度,。一般能夠達(dá)到工件整體范圍內(nèi)(0.05-2.5)mm的公差。

4)無需支撐結(jié)構(gòu),。疊層過程出現(xiàn)的懸空層可直接由未燒結(jié)的粉末來支撐,。

5)材料利用率高。由于不需要支撐,,無需添加底座,,為常見幾種3D打印技術(shù)中材料利用率最高的,且價格相對便宜,。 

SLS技術(shù)的缺點(diǎn):

1)表面粗糙,。由于原材料是粉狀的,原型建造是由材料粉層經(jīng)過加熱熔化實(shí)現(xiàn)逐層粘結(jié)的,,因此,,原型表面嚴(yán)格講是粉粒狀的,因而表面質(zhì)量不高,。 

2)燒結(jié)過程有異味,。 SLS工藝中粉層需要激光使其加熱達(dá)到熔化狀態(tài),高分子材料或者粉粒在激光燒結(jié)時會揮發(fā)異味氣體,。

3)無法直接成型高性能的金屬盒陶瓷零件,,成型大尺寸零件時容易發(fā)生翹曲變形。

4)加工時間長,。加工前,,要有2小時的預(yù)熱時間;零件構(gòu)建后,,要花5至10小時時間冷卻,,才能從粉末缸中取出。

5)由于使用了大功率激光器,,除了本身的設(shè)備成本,,還需要很多輔助保護(hù)工藝,整體技術(shù)難度大,制造和維護(hù)成本非常高,,普通用戶無法承受

 

SLA打印技術(shù)

技術(shù)原理:

SLA(Stereo Lithography Apparatus,,光敏樹脂選擇性固化)。

    在液槽中充滿液態(tài)光敏樹脂,,其在激光器所發(fā)射的紫外激光束照射下,,會快速固化(SLA與SLS所用的激光不同,SLA用的是紫外激光,,而SLS用的是紅外激光),。在成型開始時,可升降工作臺處于液面以下,,剛好一個截面層厚的高度,。通過透鏡聚焦后的激光束,按照機(jī)器指令將截面輪廓沿液面進(jìn)行掃描,。掃描區(qū)域的樹脂快速固化,,從而完成一層截面的加工過程,得到一層塑料薄片,。然后,工作臺下降一層截面層厚的高度,,再固化另一層截面,。這樣層層疊加構(gòu)成建構(gòu)三維實(shí)體。

 

 

SLA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):

1) 發(fā)展時間最長,,工藝最成熟,,應(yīng)用最廣泛。在全世界安裝的快速成型機(jī)中,,光固化成型系統(tǒng)約占60%,。

2) 成型速度較快,系統(tǒng)工作穩(wěn)定,。

3) 具有高度柔性,。 

4) 精度很高,可以做到微米級別,,比如0.025mm,。

5) 表面質(zhì)量好,比較光滑:適合做精細(xì)零件,。

SLA技術(shù)的缺點(diǎn):

1) 需要設(shè)計支撐結(jié)構(gòu),。支撐結(jié)構(gòu)需要未完全固化時去除,容易破壞成型件,。

2) 設(shè)備造價高昂,,而且使用和維護(hù)成本都不低。SLA系統(tǒng)需要對液體進(jìn)行操作的精密設(shè)備,對工作環(huán)境要求苛刻,。

3) 光敏樹脂有輕微毒性,,對環(huán)境有污染,對部分人體皮膚有過敏反應(yīng),。

4) 樹脂材料價格貴,,但成型后強(qiáng)度、剛度,、耐熱性都有限,,不利于長時間保存。

5) 由于材料是樹脂,,溫度過高會熔化,,工作溫度不能超過100℃。且固化后較脆,,易斷裂,,可加工性不好。成型件易吸濕膨脹,,抗腐蝕能力不強(qiáng),。

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