說(shuō)說(shuō)3D打印培訓(xùn)的那些事兒

一、什么是3D打印？

3D打?。?DP）即快型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。

3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類(lèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車(chē)，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

二、3D打印的發(fā)展史：

1、第*代：立體光固化成型打印機(jī)
立體光固化成型sla(stereo lithography appearance)，即用特定波長(zhǎng)與強(qiáng)度的激光聚焦到液態(tài)的光固化材料表面，使之由點(diǎn)到線(xiàn)，由線(xiàn)到面的順序凝固，完成一個(gè)層面的繪圖作業(yè)。然后再移動(dòng)光波至另一個(gè)層面，層層疊加構(gòu)成一個(gè)三維實(shí)體。
1986年，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明人創(chuàng)立3d systems公司，并推出了第*臺(tái)sla商用3d打印機(jī)。

2、第二代：熔融沉積成型打印機(jī)
熔融沉積成型fdm (fused deposition modeling)工藝是通過(guò)將絲狀材料，如熱塑性塑料、蠟或金屬的熔絲從加熱的噴嘴擠出，按照零件每一層的預(yù)定軌跡，以固定的速率進(jìn)行熔體沉積。每完成一層，工作臺(tái)下降一個(gè)層厚進(jìn)行迭加沉積新的一層，如此反復(fù)最終實(shí)現(xiàn)零件的沉積成型。fdm工藝的關(guān)鍵是保持半流動(dòng)成型材料的溫度剛好在熔點(diǎn)之上( 比熔點(diǎn)高1?c左右)。其每一層片的厚度由擠出絲的直徑?jīng)Q定，通常是0.25~0.50mm。
fdm 技術(shù)由stratasys 公司的創(chuàng)始人與1989年發(fā)明，它的優(yōu)點(diǎn)是材料利用率高，材料成本低，可選材料種類(lèi)多，工藝簡(jiǎn)潔。缺點(diǎn)是精度低，復(fù)雜構(gòu)件不易制造，懸臂件需加支撐，表面質(zhì)量差。該工藝適合于產(chǎn)品的概念建模及形狀和功能測(cè)試，中等復(fù)雜程度的中小原型，不適合制造大型零件。

3、選擇性激光燒結(jié)打印機(jī)
選擇性激光燒結(jié)法sls(se1ected laser sintering)，采用紅外激光器作能源，使用的造型材料多為粉末材料。加工時(shí)，首先將粉末預(yù)熱到稍低于其熔點(diǎn)的溫度，然后在刮平棍子的作用下將粉末鋪平;激光束在計(jì)算機(jī)控制下根據(jù)分層截面信息進(jìn)行有選擇地?zé)Y(jié)，一層完成后再進(jìn)行下一層燒結(jié)，全部燒結(jié)完后去掉多余的粉末，則就可以得到一燒結(jié)好的零件。
至1992年，dtm公司售出第*臺(tái)sls打印機(jī)以來(lái)，該項(xiàng)技術(shù)并沒(méi)有占領(lǐng)太大的市場(chǎng)，主要由于sls有很多缺陷，比如在成型的過(guò)程中因?yàn)槭前逊勰Y(jié)，所以工作中會(huì)有很多的粉狀物體污染辦公空間。另外，產(chǎn)品存儲(chǔ)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)后會(huì)因?yàn)閮?nèi)應(yīng)力釋放而變形。對(duì)容易發(fā)生變形的地方設(shè)計(jì)支撐，表面質(zhì)量一般。生產(chǎn)效率較高，運(yùn)營(yíng)成本較高，設(shè)備費(fèi)用較貴，能耗通常在8000瓦以上。

4、三維噴墨打印
三維噴墨打印是通過(guò)將液態(tài)連結(jié)體鋪放在粉末薄層上， 以打印橫截面數(shù)據(jù)的方式逐層創(chuàng)建各部件，創(chuàng)建三維實(shí)體模型。采用這種技術(shù)打印成型的樣品模型與實(shí)際產(chǎn)品具有同樣的色彩，還可以將彩色分析結(jié)果直接描繪在模型上，模型樣品所傳遞的信息較大。 三維噴墨打印的材料主要是一些高性能復(fù)合材料(高強(qiáng)打印粉)。
1993年，麻省理工學(xué)院開(kāi)發(fā)了在三維空間里的噴墨打印技術(shù)，開(kāi)創(chuàng)了三維噴墨的新時(shí)代。獲得mit授權(quán)的z.corp. 公司在95年開(kāi)發(fā)了第*臺(tái)高清彩色噴墨三維打印機(jī)。至2012年，由stratasys 公司開(kāi)發(fā)的世界上*大的3d噴墨打印機(jī)已經(jīng)可以打印1×0.8×0.5m大小的物體。
目前，三維噴墨打印機(jī)是市場(chǎng)上精度*高，成型效果*好的高端打印設(shè)備。

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