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    3D打印知識

    3D打印科普小知識

    文章出處:未知點擊次數:作者:admin
          3D打印的發展歷史悠久,早在1981年的時候,3D打印這個新概念已經面世,不過打印的產品價格不菲,人們開始嘗試用這個方式生產制造。但是三十年后,到了今天,3D打印才算是迎來了真正的春天?,F在3D打印的精度、速度以及材料應用才實現突破。有專家表示,預計兩年后,3D打印能為很多傳統制造業提供轉型加工方式,給大家提供低成本的快速加工,也能滿足大家定制化的需求。 

     
    1. 3D打印的多領域應用
          3D打印的應用越來越廣泛,涵蓋教育、文化、醫療、機械、電子、航天航空、軍事等等。

    2. 傳統制造與3D打印的異同
         以鏤空設計的球為例,表面有十幾朵花,如果用傳統的機械加工十分麻煩,必須逐個修改花紋。而選用3D打印的話,就沒有浪費材料,所以它還有一個名字叫增材制造,意思是采用材料逐漸累加的方法,制造實體零件。
    傳統方式是先做好胚,再弄掉多余的材料,留下來的材料就是需要的形狀。如果檢查到問題,需要再開模具修改;而3D打印是用一點一點材料堆積,你可以迅速見到成品。
     
    3. 3D打印的技術實現
         3D打印技術應用到工業化生產。3D打印需要用到的其實不是實物,而是數字模型。假如你想把眼前的實物用3D打印出來,那么,你必須通電腦建模,或者用3D掃描儀,將實物數字化,即3D模型,最快十五分鐘就可以打印出東西。目前3D打印技術分為FDM、DLP/SLA、SLS

    FDM 熔融堆積成型工藝
          FDM 技術相比DLP和SLS技術來說比較簡單,因此受眾群體多,也比較容易走進家庭。利用熱塑性材料受到擠壓成為半熔融狀態的細絲,由沉積在層層堆?;A上的方式,從3D CAD資料直接建構原型。FDM技術的優勢在于機械結構簡單,設計容易,制造成本、維護成本和材料成本低,對環境無污染,因此FDM也是在家用的桌面級3D打印機中使用得最多的技術。是相對傳統的打印方式,不用激光,成本較低,不過精度不高,打印速度非常慢。這是大家最容易接觸到的方式,一般用在教育市場。
     
        

    SLS立激光燒結成型工藝

           SLS 是用相對高科技的粉末,在激光照射高溫條件下粉末融化。在工作臺上鋪上一層薄粉,激光束在該層截面上掃描,使溫度升至融化點,從而實現燒結粘合,不斷重復鋪粉、燒結,并打磨、烘干處理,直至模型成型。其實3D打印就是一遍又一遍的2D打印,如果你把一個物體切得很薄,你會發現每一片都是一個形狀,如果把所有形狀合在一起,得到了一個三維結構物體。所以我們用激光的方式畫出圖形。SLS成型件對環境(溫度、濕度和化學腐蝕)的抵抗能力類似于熱塑性材料;而SLA 成型件的抵抗能力則比較差,例如,用環氧基樹脂成型的SLA工件易被濕氣和化學品侵蝕,在38℃以上的環境中會軟化而翹曲變形,但成型精度較高。
     
    SLA立體光固化成型工藝
          SLA是一種光固化的技術,目前在中國相對比較發達。“立體光固化成型”,是激光束在液態樹脂表面勾畫出物體的第一層形狀,然后制作平臺下降一定的距離(0.05-0.025mm之間),再讓固化層浸入液態樹脂中,如此反復。使用的樹脂是光敏樹脂,激光束照射后會形成固態,成型模型速度快,精度高。
     
    DLP立體光固化成型工藝
          DLP數字光處理,被稱為激光成型技術。DLP 3D打印技術同SLA3D打印成型技術有諸多相似之處。如果把生產比喻成用鉛筆畫一個圓,那 SLA 的技術相當于一層一層地描繪,而 DLP 相當于直接蓋印章。我們所追求的量產化有兩點是非常重要的,一是效率,二是材料成本。有一種3D打印機可以做到比傳統制造快百倍的打印速度,即連面技術,目前深圳一家光棱科技已經研發出。一個鏤空的球用傳統FDM 3D打印打印要2-5個小時,最快也要1一個小時,而用最新連面技術打印只需要10分鐘左右,打印速度令人驚嘆,這款3D打印一旦面市,對傳統工藝的沖擊還是很大的。
      
     4. 3D打印對制造業和傳統工藝的影響

     3D打印能釋放無窮想象力,將很多以往的虛擬構想變成現實,包括如下:

     1)定制化
         以牙科為例,每個人的牙齒是不一樣的,但3D打印能解決定制化生產與批量生產之間的矛盾,批量生產定制化的種植牙、牙套等等。

     2)實時
         因為3D打印的速度快,設計師上午設計一版產品,中午就能讓領導看到成品,下午六點再設計一版,第二天早晨又能看到成品,極大地加速了新產品的開發速度。如果不是特別復雜,3D打印3小時可以出成品,而傳統打樣每次都要4-6周的時間,所以也提升了工業設計的整體速度。

      3)無污染
         由于生產的原材料都是環保的,所以整個生產流程也就是無污染生產。既無廢氣廢水污染,也沒有邊角料浪費。

      4)數據化
         當數字化牙科發展成熟后,對醫生的技術要求就大大降低。病人在醫院里只需要用儀器掃描兩分鐘,就能知道牙齒所有問題的原因以及解決方案。

         3D技術讓醫生們得到更直觀的訓練參考
         另外,3D打印還能做牙齒矯形,打印個性化定制的透明牙套。究竟整形的時候,牙齒的移動方向是往左還是往前?移動多少毫米?以往的牙科手術單純依靠醫生的個人經驗,而數字化牙科增加了手術的穩定性,并降低了醫生的技術門檻。

      5)快速
         與傳統工業工藝相比,3D打印不需要人力、運輸等前期準備,僅需要機器和原料,就能快速投入生產。

       6)自動化
         可以說虛擬想象與實物之間只差了一臺3D打印機。3D打印的一鍵生產省去了很多人力成本和人為失誤。
         不管3D打印是顛覆制造業還是取代傳統工藝,總之,3D打印對我們的影響非常大,也讓更多的人變得更有意義,我們期待未來3D打印變得越來越好。



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