从3d打印技术浅析3d打印机工作原理

3d打印指的是在数字模型文件基础上,运用各类可粘合材料和逐层打印的方式,快速打印出立体成型产品的一种技术,也被称为增材制造。从1988年Stratasys公司创始人Scott Crump首创FDM技术,到2008 年Stratasys公司推出第一款可用于工业生产的 3D 打印机。3d打印逐渐走入大众视野,并从单纯的模型制造发展到可以用于成品的直接制造,在珠宝、工业设计、建筑、汽车、教育、航空航天、牙科和医疗产业等领域都有所应用。

Stratasys公司

虽然如今3d打印已经成为一个被众人所熟知的概念,但是关于3d打印技术是什么意思?大部分人还停留在浅层的理解,对于3d打印机工作原理也不甚了解。

事实上,根据市场发展需要,3d打印技术不再停留在一个统一的标准,不同行业对于3d打印的要求也有所不同。例如奥迪在进行车尾灯罩的原型设计时,对色彩纹理和透明度的效果较高,因此选择了支持超过50万种颜色组合的Stratasys J750打印机进行打印,而在牙科的正畸模型制造方面, Stratasys公司的J5 DentaJet™是牙科技术的专用工具,体积小巧功能强大,在精准度和逼真度方面都具备较高水准。

正是通过3d打印机工作原理和适用材料的不同,才能使3d打印被广泛应用于多个行业。那么不同3d打印机工作原理都有什么不同呢?接下来就通过目前主流的3d打印技术,介绍一下3d打印机工作原理。

3d打印机工作原理

FDM:熔融层积成型技术,适用热塑性塑料和可食用材料,运用该技术的3d打印机工作原理主要是通过挤压材料由下而上逐层构建成型,早在1992年,stratasys公司就出售了第一台基于熔融沉积成型技术的3D打印产品。该技术在推动产品创新、缩短新品开发周期方面具有较大帮助,中国东方航空利用的就是Stratasys公司的FDM 3D打印技术,用航空级认证ULTEM材料进行了小批量开发和维修航空内饰件。

SLM:选择性激光熔化成型技术,适用材料为钛合金,钴铬合金,不锈钢,铝,运用该技术的3d打印机工作原理是融化预置金属粉末借精细的粒状打印方式,保证金属打印成品制作密度达99%以上,在金属打印中较为常见。

SAF:选择性吸收融合技术,运用该技术的3d打印机工作原理是通过使用反向旋转的滚轴将粉层涂覆在打印床上,再借助HAF(高吸收液)在红外线影响下融合聚合物粉末颗粒,采用逐层构建零件的方式进行打印。Stratasys Origin One 3D打印机就运用了该技术,专门满足大规模生产需求。

SLA:立体平板印刷,这是一种光聚合类型的打印技术,基本材料为光硬化树脂,依靠紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应,来逐层固化并生成三维实体,SLA3d打印技术是商业化的最早3d打印技术,其制备的工件尺度精度也非常高。

PolyJet 3D:类似喷墨打印原理的UV固化技术,适用材料为光敏树脂材料,运用PolyJet 3D的3d打印机工作原理是将光敏树脂材料以层级构建的方式喷射同时,用紫外线进行固化,最终达到接近真实原型的模型制作。

3d打印技术

3d打印技术在各行业的广泛应用,让人们对不同3d打印机工作原理的了解更加深入。而随着3d打印技术的多样化发展,未来必将给更多行业带去帮助,甚至改变整个行业的发展格局。