3d打印技術(shù)原理
3D 打印并非是新鮮的技術(shù),這個(gè)思想起源于19世紀(jì)末的美國(guó),并在20世紀(jì)80年代得以發(fā)展和推廣。中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟把它稱(chēng)作“上上個(gè)世紀(jì)的思想,上個(gè)世紀(jì) 的技術(shù),這個(gè)世紀(jì)的市場(chǎng)”。三維打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種打印機(jī)的產(chǎn)量以及銷(xiāo)量在二十一世紀(jì)以來(lái)就已經(jīng)得到了極大的增長(zhǎng),其價(jià)格也正 逐年下降。
使用打印機(jī)就像打印一封信:輕點(diǎn)電腦屏幕上的“打印”按鈕,一份數(shù)字文件便被傳送到一臺(tái)噴墨打印機(jī)上,它將一層墨水噴到 紙的表面以形成一副二維圖像。而在3D打印時(shí),軟件通過(guò)電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD)完成一系列數(shù)字切片,并將這些切片的信息傳送到3D打印機(jī)上,后者會(huì)將 連續(xù)的薄型層面堆疊起來(lái),直到一個(gè)固態(tài)物體成型。3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的原材料。
堆疊 薄層的形式有多種多樣。有些3D打印機(jī)使用“噴墨”的方式。例如,一家名為Objet的以色列3D打印機(jī)公司使用打印機(jī)噴頭將一層極薄的液態(tài)塑料物質(zhì) 噴涂在鑄模托盤(pán)上,此涂層然后被置于紫外線下進(jìn)行處理。之后鑄模托盤(pán)下降極小的距離,以供下一層堆疊上來(lái)。另外一家總部位于美國(guó)明尼阿波利斯市的公司 Stratasys使用一種叫做“熔積成型”的技術(shù),整個(gè)流程是在噴頭內(nèi)熔化塑料,然后通過(guò)沉積塑料纖維的方式才形成薄層。
還有一 些系統(tǒng)使用粉末微粒作為打印介質(zhì)。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤(pán)上形成一層極薄的粉末層,然后由噴出的液態(tài)粘合劑進(jìn)行固化。它也可以使用一種叫做“激光燒結(jié)” 的技術(shù)熔鑄成指定形狀。這也正是德國(guó)EOS公司在其疊加工藝制造機(jī)上使用的技術(shù)。而瑞士的Arcam公司則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒。以上提到的 這些僅僅是許多成型方式中的一部分。
3d打印機(jī)和打印物(19張)當(dāng)遇到包含孔洞及懸臂這樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí),介質(zhì)中就需要加入凝膠劑 或其他物質(zhì)以提供支撐或用來(lái)占據(jù)空間。這部分粉末不會(huì)被熔鑄,最后只需用水或氣流沖洗掉支撐物便可形成孔隙。如今可用于打印的介質(zhì)種類(lèi)多樣,從繁多的塑料 到金屬、陶瓷以及橡膠類(lèi)物質(zhì)。有些打印機(jī)還能結(jié)合不同介質(zhì),令打印出來(lái)的物體一頭堅(jiān)硬而另 一頭柔軟。
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