1,熔融沈積成型(FDM)
FDM可能是目前使用最廣泛的工藝,許多消費3D打印機都采用它,因為它相對容易實現:
FDM加熱頭加熱熱熔材料(ABS樹脂、尼龍、蠟等)。)到臨界狀態,使它們成為半流體,然後加熱頭會在軟件的控制下沿著CAD確定的二維幾何軌跡運動,同時噴嘴會將半流體材料擠壓出來,材料瞬間凝固形成具有輪廓形狀的薄層。
這個過程和二維打印機的打印過程非常相似,只不過打印頭出來的不是墨水,而是ABS樹脂和其他材料的熔體。同時,由於3D
打印機的打印頭或底座可以垂直移動,所以可以快速逐層堆積材料,每壹層都是CAD。
模型確定的軌跡打印出壹定的形狀,因此最終可以打印出設計好的三維物體。
2.立體平版印刷術
根據維基百科,1984年第壹臺快速成型設備采用了光固化快速成型工藝。在快速成型設備中,SLA是研究最深入、應用最廣泛的。平時我們通常簡稱這個過程為“光固化”,而這個過程的基礎就是在紫外線照射下能夠產生聚合反應的光敏樹脂。
像其他3D打印過程壹樣,SLA光固化設備將在開始“打印”對象之前對對象的3D數字模型進行切片。然後在計算機的控制下,紫外激光會沿著零件各層的橫截面輪廓逐點掃描液態樹脂。被掃描的樹脂薄層會產生聚合反應,由點逐漸形成線,最終形成零件薄層的固化截面,而未被掃描的樹脂則保持原來的液態。
當壹層固化後,升降臺移動壹層厚度的距離,在前壹層固化後的樹脂表面覆蓋壹層新的液態樹脂,再次進行掃描固化。新固化的層與前壹層牢固結合,如此類推,直到制造出整個零件的原型。
SLA技術的特點是精度高、表面質量好,可以制造形狀特別復雜的零件(如空心零件)和形狀特別精細的零件(如工藝品、首飾)。
3.選擇性激光燒結
數字模型的分層切割和逐層制造是3D打印技術的基礎,這裏不再贅述。此外,SLS流程和SLA
光固化過程也差不多,就是所有的物質都需要用激光固化成壹個整體。不同的是,SLS
在該過程中使用紅外激光束,材料從光敏樹脂變成塑料、蠟、陶瓷、金屬或它們的復合物的粉末。
首先在工作臺上不鋪壹層薄薄的原料粉末(亞毫米級),然後在計算機控制下的激光束以壹定的速度和能量密度通過掃描儀,根據不同層的二維數據進行掃描。激光掃描的粉末燒結成具有壹定厚度的固體薄片,未掃描的部分仍為松散的粉末。
掃描完第壹層後,將掃描下壹層。首先根據物體橫截面的厚度提升工作臺,撒粉輥再次將粉末抹平,然後開始新壹層的掃描。重復這壹過程,直到掃描完所有層。去除多余的粉末,然後經過適當的後處理,如研磨和幹燥,就可以得到零件。
目前應用該工藝時,以蠟粉和塑料粉為原料,而用金屬粉或陶瓷粉粘結或燒結的工藝尚未實際應用。
4.分層物體制造(LOM)
在層壓制造過程中,機器會通過熱輥對壹面塗有熱溶膠的箔片進行加熱,熱溶膠受熱後會有粘性,這樣由紙、陶瓷箔和金屬箔組成的材料就會粘合在壹起。然後,根據CAD模型的分層數據,上層激光器用激光束將箔片切割成制造零件的內外輪廓。然後鋪上新的壹層箔,用熱壓裝置和下面的切割層粘合,再用激光束切割。然後重復這個過程,直到打印出整個零件。
不難發現LOM工藝仍然有傳統切割的影子。但它並不使用大塊原材料進行整體切割,而是將原零件模型分成多層,然後逐層切割。
5.3D打印(3DP)
立體打印也叫立體打印。維基百科顯示,1989年,麻省理工學院的伊曼紐爾·m·薩克斯和約翰·s。
哈格蒂等人在美國申請了三維打印技術的專利,隨後伊曼紐爾·m·薩克斯和約翰·s。
哈格蒂多次完善技術,最終形成了今天的三維打印工藝。
從工作模式上看,三維打印最接近傳統的二維噴墨打印。和SLS工藝壹樣,3DP也是通過將粉末粘結成壹個整體來制作零件,不同的是,它不是通過激光熔化來粘結,而是通過噴嘴噴出的粘合劑來粘結。
在計算機的控制下,噴嘴根據模型剖面的二維數據運行,在相應的位置有選擇地噴灑粘合劑,最終形成壹層。每粘結壹層後,成型缸下降壹段與該層厚度相等的距離,供粉缸上升壹定高度將多余的粉末推出,由撒粉輥推至成型缸,整平後壓實。重復這壹循環,直到整個物體被粘合。參考: