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3d打印的起源?精速三维带你详细了解

2019-07-25

好多人都说3D打印技术的使用可能是”第三次工业革命“,将给未来的制造业、社会生产模式与人类生活方式带来的深刻影响和变革,3D打印将来很有可能颠覆传统制造业。目前精速三维已经实现从3d打印模型到3d打印实用件的转变,在汽车改装市场得到了应用,衍生出了3d打印小批量生产工艺,可实现汽车配件200套左右的小批量生产技术,给广大改装车市场注入了新的活力。精速三维定位于高端改装车市场,提供汽车零配件、汽车手板、汽车模型等3d打印服务。打印材料为:碳纤维、铝合金、尼龙、尼龙PA6、尼龙PA12、尼龙碳纤维、玻纤、尼龙玻纤、 sls尼龙、耐高温材料、POM、金属、不锈钢、防火材料、尼龙制品、黑色尼龙、 彩色尼龙件、白色尼龙件、尼龙铝粉、Peek 工程塑料、高性能特殊塑料。

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3d打印的起源:

说到3D打印,大部分人都认为,这是一个新技术,但是事实上它诞生于1986年,已经有30多年的历史。它将数字化的3D图形转化成为物理实物,这一想法最早是由美国人查尔斯.豪尔申请的专利(Charles W. Hull)申请的专利,其原理为立体光刻造型,这一技术后面我们会有详解。需要指出的是,这个豪尔先生,同时也是3DSystems公司的创始人,并且推出了第一款工业化的3D打印设备。八十年代末期,3D System公司的设备以及流行起来。但是在同期,出现了另外两种可以3D成型的技术:熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)与选择性激光烧结(Selective Laser Sintering ,SLS)。FDM技术与1988年由斯科特克鲁姆普发明(Scott Crump),Stratasys在次年商业化这一技术,并与1992年售出了第一台基于熔融沉积成型技术的3D打印产品。同在1992年DTM公司也把基于选择性激光烧蚀技术的产品推向市场。在1993年,美国麻省理工学院申请了一种新的3D打印技术,名字就叫做“三维打印技术”(3 Dimensional Printing techniques),这是一种依赖已有喷墨技术的3D成型技术,Z Corporation取得了麻省理工学院的专利授权,并在1995年推出了第一款产品。

此后的十余年,是3D打印的发展时期,各个公司都在努力的去降低3D打印的成本。在2005年,ZCorp推出了一款里程碑意义的3D打印机产品“Spectrum Z510”,这是第一款能够进行高分辨率彩色3D打印的产品。将改变未来人类命运的变革在2006年,发生3D打印界的另外一个标志事件。一个名叫Reprap的开源3D打印计划公布出来,这一行为,让3D打印,在很多领域,不再有专利的束缚,普通人自己也可以进行3D打印。不过目前基于此开源计划的3D打印设备能打印的物体个头还都比较小。但是这一技术却非常受欢迎,仅仅四年内,就已经发展出了一个相当复杂的产品族谱。在淘宝上,一个能打印12厘米见方的3D打印机,只要四千元,可以说已经相当的便宜,在家就能进行3D成型工作,不过仅仅是小玩家级别的diy的打印机,打印的尺寸、材料、打印速度和目前的工业级打印机有很大的差距。

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立体光刻造型技术,可以想象一下把一根黄瓜切成很薄的薄片再拼成一整根。先由软件把3D的数字模型,“切”成若干个平面,这就形成了很多个剖面,在工作的时候,有一个可以举升的平台,这个平台周围有一个液体槽,槽里面充满了可以紫外线照射固化的液体,紫外线激光会从底层做起,固化最底层的,然后平台下移,固化下一层,如此往复,直到最终成型。

立体光刻造型(stereolithography)技术优缺点

优点:精度高,可以表现准确的表面和平滑的效果,精度可以达到每层厚度0.05毫米到0.15毫米

缺点:可以使用的材料有限,并且不能多色成型

熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)

熔融沉积成型技术,同样是需要把3D的模型薄片化,但是成型的原理不一样。学过高等数学的朋友都知道积分,熔融沉积成型技术,就是把材料用高温熔化成液态,然后通过喷嘴挤压出一个个很小的球状颗粒,这些颗粒在喷出后立即固化,通过这些颗粒在立体空间的排列组合形成实物。

熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)技术优缺点

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优点:成型精度更高、成型实物强度更高、可以彩色成型。

缺点:成型后表面粗糙

其它主要3D打印技术

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering ,SLS)

选择性激光烧结技术,是把3D模型薄片化之后,在一个容器内,让其充满待烧结的材料粉末,这些粉末可以做的很细,然后由大功率的二氧化碳激光,选择最底层的3D切片形状开始烧结,然后平台下移,材料辊则在已经烧结的部分基础之上,再铺上薄薄的一层材料粉末烧结,如此往复,直到整体成型。

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering ,SLS)技术优缺点

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优点:材料的强度非常高,可选材料从金属到聚苯乙烯等等,可选材料范围非常广泛。

缺点:成型精度低,成型后表面粗糙,不能彩色成型。

“三维打印技术”(3 Dimensional Printing techniques)

这一技术和我们今天使用的2D喷墨打印机类似,一样是通过多个喷嘴,喷射成型材料来逐层打印3D实物。其成型材料分为两种,一种是成型用的粉末,另外一种是粘接剂,粘接剂可以很快的固化。

三维打印技术优缺点:

优点:成型精度高,可以彩色成型

缺点:成型表面粗糙,材料强度差,成型后表面细节差

Polyjet与Polyjet矩阵

这是最近才发明的技术,其中Polyjet矩阵是Object Geomatries公司2007年发布的。其技术原理是喷射超薄层的光固化物,并且可以喷射多种不同的材料,其最薄的层,只有16微米。

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技术优缺点:

优点:成型精确、表面光滑、细节丰富、可以彩色成型

缺点:成型材料强度低

不可或缺的3D扫描

如果要进行3D打印,必须有数字化的3D模型才行。除了使用CAD等3D设计软件进行3D建模以外,必须有一种方法,把实物通过扫描的办法,形成数字化的3D模型,那就是3D扫描仪。


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