好多人都說(shuō)3D打印技術(shù)的使用可能是”第三次工業(yè)革命“,將給未來(lái)的制造業(yè)、社會(huì)生產(chǎn)模式與人類(lèi)生活方式帶來(lái)的深刻影響和變革,3D打印將來(lái)很有可能顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)。目前精速三維已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從3d打印模型到3d打印實(shí)用件的轉(zhuǎn)變,在汽車(chē)改裝市場(chǎng)得到了應(yīng)用,衍生出了3d打印小批量生產(chǎn)工藝,可實(shí)現(xiàn)汽車(chē)配件200套左右的小批量生產(chǎn)技術(shù),給廣大改裝車(chē)市場(chǎng)注入了新的活力。精速三維定位于高端改裝車(chē)市場(chǎng),提供汽車(chē)零配件、汽車(chē)手板、汽車(chē)模型等3d打印服務(wù)。打印材料為:碳纖維、鋁合金、尼龍、尼龍PA6、尼龍PA12、尼龍?zhí)祭w維、玻纖、尼龍玻纖、 sls尼龍、耐高溫材料、POM、金屬、不銹鋼、防火材料、尼龍制品、黑色尼龍、 彩色尼龍件、白色尼龍件、尼龍鋁粉、Peek 工程塑料、高性能特殊塑料。
3d打印的起源:
說(shuō)到3D打印,大部分人都認(rèn)為,這是一個(gè)新技術(shù),但是事實(shí)上它誕生于1986年,已經(jīng)有30多年的歷史。它將數(shù)字化的3D圖形轉(zhuǎn)化成為物理實(shí)物,這一想法最早是由美國(guó)人查爾斯.豪爾申請(qǐng)的專利(Charles W. Hull)申請(qǐng)的專利,其原理為立體光刻造型,這一技術(shù)后面我們會(huì)有詳解。需要指出的是,這個(gè)豪爾先生,同時(shí)也是3DSystems公司的創(chuàng)始人,并且推出了第一款工業(yè)化的3D打印設(shè)備。八十年代末期,3D System公司的設(shè)備以及流行起來(lái)。但是在同期,出現(xiàn)了另外兩種可以3D成型的技術(shù):熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling,F(xiàn)DM)與選擇性激光燒結(jié)(Selective Laser Sintering ,SLS)。FDM技術(shù)與1988年由斯科特克魯姆普發(fā)明(Scott Crump),Stratasys在次年商業(yè)化這一技術(shù),并與1992年售出了第一臺(tái)基于熔融沉積成型技術(shù)的3D打印產(chǎn)品。同在1992年DTM公司也把基于選擇性激光燒蝕技術(shù)的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。在1993年,美國(guó)麻省理工學(xué)院申請(qǐng)了一種新的3D打印技術(shù),名字就叫做“三維打印技術(shù)”(3 Dimensional Printing techniques),這是一種依賴已有噴墨技術(shù)的3D成型技術(shù),Z Corporation取得了麻省理工學(xué)院的專利授權(quán),并在1995年推出了第一款產(chǎn)品。
此后的十余年,是3D打印的發(fā)展時(shí)期,各個(gè)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義的3D打印機(jī)產(chǎn)品“Spectrum Z510”,這是第一款能夠進(jìn)行高分辨率彩色3D打印的產(chǎn)品。將改變未來(lái)人類(lèi)命運(yùn)的變革在2006年,發(fā)生3D打印界的另外一個(gè)標(biāo)志事件。一個(gè)名叫Reprap的開(kāi)源3D打印計(jì)劃公布出來(lái),這一行為,讓3D打印,在很多領(lǐng)域,不再有專利的束縛,普通人自己也可以進(jìn)行3D打印。不過(guò)目前基于此開(kāi)源計(jì)劃的3D打印設(shè)備能打印的物體個(gè)頭還都比較小。但是這一技術(shù)卻非常受歡迎,僅僅四年內(nèi),就已經(jīng)發(fā)展出了一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的產(chǎn)品族譜。在淘寶上,一個(gè)能打印12厘米見(jiàn)方的3D打印機(jī),只要四千元,可以說(shuō)已經(jīng)相當(dāng)?shù)谋阋?,在家就能進(jìn)行3D成型工作,不過(guò)僅僅是小玩家級(jí)別的diy的打印機(jī),打印的尺寸、材料、打印速度和目前的工業(yè)級(jí)打印機(jī)有很大的差距。
立體光刻造型技術(shù),可以想象一下把一根黃瓜切成很薄的薄片再拼成一整根。先由軟件把3D的數(shù)字模型,“切”成若干個(gè)平面,這就形成了很多個(gè)剖面,在工作的時(shí)候,有一個(gè)可以舉升的平臺(tái),這個(gè)平臺(tái)周?chē)幸粋€(gè)液體槽,槽里面充滿了可以紫外線照射固化的液體,紫外線激光會(huì)從底層做起,固化最底層的,然后平臺(tái)下移,固化下一層,如此往復(fù),直到最終成型。
立體光刻造型(stereolithography)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):精度高,可以表現(xiàn)準(zhǔn)確的表面和平滑的效果,精度可以達(dá)到每層厚度0.05毫米到0.15毫米
缺點(diǎn):可以使用的材料有限,并且不能多色成型
熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling,F(xiàn)DM)
熔融沉積成型技術(shù),同樣是需要把3D的模型薄片化,但是成型的原理不一樣。學(xué)過(guò)高等數(shù)學(xué)的朋友都知道積分,熔融沉積成型技術(shù),就是把材料用高溫熔化成液態(tài),然后通過(guò)噴嘴擠壓出一個(gè)個(gè)很小的球狀顆粒,這些顆粒在噴出后立即固化,通過(guò)這些顆粒在立體空間的排列組合形成實(shí)物。
熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling,F(xiàn)DM)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):成型精度更高、成型實(shí)物強(qiáng)度更高、可以彩色成型。
缺點(diǎn):成型后表面粗糙
其它主要3D打印技術(shù)
選擇性激光燒結(jié)(Selective Laser Sintering ,SLS)
選擇性激光燒結(jié)技術(shù),是把3D模型薄片化之后,在一個(gè)容器內(nèi),讓其充滿待燒結(jié)的材料粉末,這些粉末可以做的很細(xì),然后由大功率的二氧化碳激光,選擇最底層的3D切片形狀開(kāi)始燒結(jié),然后平臺(tái)下移,材料輥則在已經(jīng)燒結(jié)的部分基礎(chǔ)之上,再鋪上薄薄的一層材料粉末燒結(jié),如此往復(fù),直到整體成型。
選擇性激光燒結(jié)(Selective Laser Sintering ,SLS)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):材料的強(qiáng)度非常高,可選材料從金屬到聚苯乙烯等等,可選材料范圍非常廣泛。
缺點(diǎn):成型精度低,成型后表面粗糙,不能彩色成型。
“三維打印技術(shù)”(3 Dimensional Printing techniques)
這一技術(shù)和我們今天使用的2D噴墨打印機(jī)類(lèi)似,一樣是通過(guò)多個(gè)噴嘴,噴射成型材料來(lái)逐層打印3D實(shí)物。其成型材料分為兩種,一種是成型用的粉末,另外一種是粘接劑,粘接劑可以很快的固化。
三維打印技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):成型精度高,可以彩色成型
缺點(diǎn):成型表面粗糙,材料強(qiáng)度差,成型后表面細(xì)節(jié)差
Polyjet與Polyjet矩陣
這是最近才發(fā)明的技術(shù),其中Polyjet矩陣是Object Geomatries公司2007年發(fā)布的。其技術(shù)原理是噴射超薄層的光固化物,并且可以噴射多種不同的材料,其最薄的層,只有16微米。
技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):成型精確、表面光滑、細(xì)節(jié)豐富、可以彩色成型
缺點(diǎn):成型材料強(qiáng)度低
不可或缺的3D掃描
如果要進(jìn)行3D打印,必須有數(shù)字化的3D模型才行。除了使用CAD等3D設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行3D建模以外,必須有一種方法,把實(shí)物通過(guò)掃描的辦法,形成數(shù)字化的3D模型,那就是3D掃描儀。
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