人們将3D打印技術稱作“上上個世紀的思想,上個世紀的技術,這個世紀的市場”,因為自19世紀末起源于美國,到20世紀80年代出現成熟的技術方案,直至今天技術逐漸走向成熟,3D打印帶來的新技術、新創意、新應用,以及呈指數暴增的市場份額,都讓人感受到3D打印技術的春天。
面對衆多的3D打印技術,各位小夥伴是不是有點hold不住了?沒關系,下面用動圖方式為你呈現其原理,把高大上的3D打印技術拉下神壇!
給大家分享的是3D打印原理高分子篇,主要介紹SLA、CLIP、3DP、PolyJet和FDM五大技術。
1.SLA(StereoLithography)
SLA即光固化成型技術,屬于快速成型技術的一種,指利用紫外光照射液态光敏樹脂發生聚合反應,使之由點到線、由線到面的順序凝固,從而完成一個層截面的繪制工作,然後在垂直方向上升降打印台一個層厚單位的高度,接着再照射固化下一個層面,這樣循環來逐層固化并生成三維實體的成型方式,SLA制備的工件尺度精度高,是最早發展起來的快速成型技術,也是目前研究最深入、技術最成熟、應用最廣泛的快速成型技術之一。
紫外激光源
光固化反應
2.CLIP(ContinuousLiquid Interface Production technology)
CLIP即連續液體界面提取技術,此技術依賴于特殊的透明透氣“窗戶”,供光和氧氣進入。是在Carbon 3D公司在SLA技術的基礎上開發的具有革命性的3D打印技術,将3D打印的速度提高了100倍!CLIP從底部投影,使光敏樹脂固化,不需要固化的部分通過控制氧氣,形成死區,抑制光固化反應而保持穩定的液态區域,這樣就保證了固化的連續性。
光固化反應
氧氣抑制光固化過程
光固化死區演示
CLIP成型過程
3.3DP(Three-DimensionalPrinting)
3DP即三維打印快速成型技術,其與傳統二維噴墨打印接近,從噴頭噴出粘結劑(彩色粘結劑可以打印出彩色制件),将平台上的粉末粘結成型,通常用采用石膏粉作為成型材料。3DP技術目前主要應用有兩個:全彩3D打印及砂模鑄造。
以下是用3DP技術進行砂模鑄造的過程:
粘結劑噴射
加熱固化
打印成型
鑄造成型
4.PolyJet
PolyJet即聚合物噴射技術,其成型原理類似3DP技術,但噴射的不是粘合劑而是光固化樹脂,噴射完成後通過紫外光照射固化成型。
PolyJet成型原理
PolyJet采用陣列式噴頭,甚至可以同時噴射不同材料,實現多種材料、多色材料同時打印。
PolyJet打印過程
5.FDM(FusedDeposition Modeling)
FDM即熔融層積技術,利用高溫将材料熔化,通過打印頭擠出成細絲,在構件平台堆積成型。FDM是最簡單也是最常見的3D打印技術,通常應用于桌面級3D打印設備。
以下是FDM技術的工作原理:
模型處理
耗材擠出成型
逐層打印過程
由此可見,3D打印需要至少包括信息技術、精密機械和材料科學三大技術,所以3D打印技術應該被稱為“信息化增材制造技術”或“數字化增材制造技術”更準确。
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