2018年12月23日星期日
3D列印技術的種類
(1)SLA立體光固化成型技術
該技術的原理是用特3D列印定波長與強度的“光”聚焦到“光固化材料”錶面,從而完成單層材料的圖形化。使用的材料是液態光敏樹脂。特點是成形速度較快,精度相對較高,外形錶面非常好。主要用於製造多種模具、模型。
(2)FDM容積成型技術
其原理是將絲狀材料通過加熱器的擠壓頭熔化成液體,微噴頭作x—v平面運動,將熔融的材料塗覆在成型的“作品”上,冷卻後便完成一層圖形的製作。使用的材料是絲狀材料(石蠟、金屬、工程塑料、低熔點合金絲)。特點是使用、維護簡單,成本較低,速度快,複雜程度原型僅需要幾個小時即可成型。主要用於塑料件、鑄造用蠟模、樣件或模型。
(3)LOM分層實體製造技術RP
其原理是激光切割系統按照電腦提取的橫截面輪廓線數據,將背面塗有熱熔膠的薄材用激光切割出工件的內外輪廓,切割完一層後,打樣送料機樣品構將新的一層紙疊加上去,利用粘壓裝置將已切割層粘合在一起。使用的材料是紙、金屬箔、塑料膜、陶瓷膜及塗敷有熱敏膠的纖維紙等。特點是工作可靠,模型支撐性好,成本低,效率高。主要用於快速製造新產品樣件、模型或鑄造用木模。
(4)3DP三維粉末粘接技術
其原理是先鋪一層粉末,然後使用噴嘴將粘合劑噴在需要成型的區域,讓材料粉末粘接,形成零件截面,然後不斷重覆鋪粉、噴塗、粘接的過程,層層疊加,獲得最終工件。使用的材料是粉末材料,如陶瓷粉末、金屬粉末、塑料粉末等。特點是成型速度快、無需支撐結構,而且能夠輸出彩色列印產品,目前其他技術比較難以實現。主要應用在專業領域。
(5)SLS選擇性激光燒結技術
其原理是先鋪一層粉末材料,控制激光束有選擇性地進行燒結,使粉末材料溫度升至熔化點,被燒結部分便固化形成圖形,接著不斷重覆鋪粉、燒結的過程,直至完成整個模型成型。使用的材料是金屬粉末材料(Ni基合金混銅粉、Ti、Fe、Cu粉末等)。特點是成逆向工程品精度好、強度相對較高,最主要的優勢在於金屬成品的製作。主要應用在高端製造領域。
PR制造中的數據准備
1) 三維模型的建立
由於實現快速成型的系統只能接RP受計算機構造的產品三維模型 (立體圖 ) ,然後才能進行切片處理 ,因此 ,首先應在計算機上實3D列印現設計思想的數字化,即將產品的形狀、特性等數據輸入到計算機中。 目前快速成型機的數據輸入主要有兩種途徑:一是設計人員利用計算機輔助設計軟件 (如 Pro /Engineering , SolidWo rks, IDEAS, M DT, Auto CAD等 ) ,根據產品的要求設計三維模型 ,或將已有產品的二維三視圖轉換為三維模型; 另一種是對已有的實物進行數字化 , 這些實物可以是手工模型、工藝品或人體器官等。這些實物的形體信息可以通過三維數字化儀、 CT和 MRI等手段采集處理 ,然後通過相應的軟件將獲得的形體信息等數據轉化為快速成型機所能接受的輸入數據 。
2) 三維模型的近似處理
由於產品上往往有一些不規則的自由曲面 ,因此加工前必須對其進行近似處理。在目前快速成型系統中 ,最常見的近似處理方法是 ,打樣用一系列的小三角形平面來逼近自由曲面 。其中 ,每一個三角形用 3個頂點的坐標和 1個法相量來描述。三角形樣品的大小是可以選擇的 ,從而能得到不同的曲面近似精度。經過上述近似處理的三維模型文件稱為 STL格式文件 (許多 CAD軟件都提供了此項功能 ,如Pro/Engineering , SolidW orks, IDEAS, Auto C AD, M DT等 ) ,它由一系列相連的空間三角形組成 。典型的計算機輔助設計都有轉換和輸出 ST L格式文件的接口 ,但是 ,有時輸出的三角形會有少量錯誤,需要進行局部的修改。
3)三維模型的切片處理
由於快速成型是按一層層截面輪廓來進行加工 ,因此 ,加工前必須從三維模型上沿成型的高度方向 ,每隔一定的間隔進行切片處理 ,以便提取截面的輪廓 。逆向工程間隔的大小根據被成型件精度和生產率的要求選定 ,間隔愈小 ,精度愈高 ,成型時間愈長;間隔的範圍為 0。 05~ 0。 5 mm , 常用 0。 1 m m左右 ,在此取值下 ,能得到相當光滑的成型曲面 。切片間隔選定之後 ,成型時每層疊加的材料厚度應與其相適應。各種快速成型系統都帶有切片處理軟件 ,能自動提取模型的截面輪廓。
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