3D打印機(jī)的主要技術(shù)平臺優(yōu)缺點(diǎn)

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1、.3D打印機(jī)的主要技術(shù)平臺及優(yōu)缺點(diǎn)3D打印技術(shù)從狹義上來說主要是指增材成型技術(shù)，從成型工藝上看，3D打印技術(shù)突破了傳統(tǒng)成型方法，通過快速自動(dòng)成型系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模型結(jié)合，無需任何附加的傳統(tǒng)模具制造和機(jī)械加工就能夠制造出各種形狀復(fù)雜的原型，這使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期大大縮短，生產(chǎn)成本大幅下降。3D打印，俗稱“三維打印技術(shù)”或“快速制造技術(shù)”，是對一系列“增材制造”技術(shù)的總稱。那么，3D打印技術(shù)主要分為哪幾種，優(yōu)缺點(diǎn)是什么呢？以下詳細(xì)說明：一、FDM：熔融沉積成型工藝熔融沉積成型工藝（FusedDepositionModel-ing,FDM）是繼

2、LOM工藝和SLA工藝之后發(fā)展起來的一種3D打印技術(shù)。該技術(shù)于1988年發(fā)明，隨后Stratasys公司成立并在1992年推出了世界上第一臺基于FDM技術(shù)的3D打印機(jī)——“3D造型者（3DModeler）”，這也標(biāo)志著FDM技術(shù)步入商用階段。國內(nèi)的清華大學(xué)、北京大學(xué)、北京殷華公司、中科院廣州電子技術(shù)有限公司都是較早引進(jìn)FDM技術(shù)并進(jìn)行研究的科研單位。FDM工藝無需激光系統(tǒng)的支持，所用的成型材料也相對低廉，總體性價(jià)比高，這也是眾多開源桌面3D打印機(jī)主要采用的技術(shù)方案。FDM成型原理：熔融沉積有時(shí)候又被稱為熔絲沉積，它將絲狀的熱熔性材料進(jìn)行加熱

3、融化，通過帶有微細(xì)噴嘴的擠出機(jī)把材料擠出來。噴頭可以沿X軸的方向進(jìn)行移動(dòng)，工作臺則沿Y軸和Z軸方向移動(dòng)（當(dāng)然不同的設(shè)備其機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也許不一樣），熔融的絲材被擠出后隨即會(huì)和前一層材料粘合在一起。一層材料沉積后工作臺將按預(yù)定的增量下降一個(gè)厚度，然后重復(fù)以上的步驟直到工件完全成型。下面我們一起來看看FDM的詳細(xì)技術(shù)原理（如圖1）。......FDM成型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：（1）成本低。熔融沉積造型技術(shù)用液化器代替了激光器，設(shè)備費(fèi)用低；另外原材料的利用效率高且沒有毒氣或化學(xué)物質(zhì)的污染，使得成型成本大大降低。（2）原材料以材料卷得的形式提供，易于粉末材料

4、搬運(yùn)和儲(chǔ)存以及快速更換；（3）原材料在成型過程中無化學(xué)變化，相對金屬粉末，樹脂固化制件成型的變形小。FDM成型技術(shù)的缺點(diǎn)：（1）需要配合支撐結(jié)構(gòu)打內(nèi)腔模型時(shí)，支撐面效果欠佳。（2）需要對整個(gè)截面進(jìn)行逐步打印，成型時(shí)間較長，成型速度相對SLA慢7%左右。二、SLA與DLP：立體光固化成型工藝SLA立體光固化成型工藝又稱立體光刻成型，該工藝最早于1984年提出并獲得美國國家專利，是最早發(fā)展起來的3D打印技術(shù)之一。該專利申請兩年后便成立了3D......Systems公司，并于1988年發(fā)布了世界上第一臺商用3D打印機(jī)SLA-250。SLA工藝以

5、光敏樹脂作為材料，在計(jì)算機(jī)的控制下紫外激光將對液態(tài)的光敏樹脂進(jìn)行掃描從而讓其逐層凝固成型，SLA工藝能以簡潔且全自動(dòng)的方式制造出精度極高的幾何立體模型；DLP投影成型技術(shù)導(dǎo)引:為了提高光固化成型速度，由之前激光掃描固化提高到固化更快面積更大的投影固化技術(shù)；SLA激光光固化成型原理：液槽中會(huì)先盛滿液態(tài)的光敏樹脂，氦-鎘激光器或氬離子激光器發(fā)射出的紫外激光束在計(jì)算機(jī)的操縱下按工件的分層截面數(shù)據(jù)在液態(tài)的光敏樹脂表面進(jìn)行逐行逐點(diǎn)掃描，這使掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生聚合反應(yīng)而固化形成工件的一個(gè)薄層。當(dāng)一層樹脂固化完畢后，工作臺將下移一個(gè)層厚的距離以使在原

6、先固化好的樹脂表面上再覆蓋一層新的液態(tài)樹脂，刮板將黏度較大的樹脂液面刮平然后再進(jìn)行下一層的激光掃描固化。因?yàn)橐簯B(tài)樹脂具有高黏性而導(dǎo)致流動(dòng)性較差，在每層固化之后液面很難在短時(shí)間內(nèi)迅速撫平，這樣將會(huì)影響到實(shí)體的成型精度。采用刮板刮平后，所需要的液態(tài)樹脂將會(huì)均勻地涂在上一疊層上，這樣經(jīng)過激光固化后將可以得到較好的精度，也能使成型工件的表面更加光滑平整。新固化的一層將牢固地粘合在前一層上，如此重復(fù)直至整個(gè)工件層疊完畢，這樣最后就能得到一個(gè)完整的立體模型。當(dāng)工件完全成型后，首先需要把工件取出并把多余的樹脂清理干凈，接著還需要把支撐結(jié)構(gòu)清除掉，最后還需

7、要把工件放到紫外燈下進(jìn)行二次固化。......SLA工藝成型效率高，系統(tǒng)運(yùn)行相對穩(wěn)定，成型工件表面光滑精度也有保證，適合制作結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜的模型，能夠直接制作面向熔模精密鑄造的中間模。盡管SLA的成型精度高，但成型尺寸也有較大的限制而不適合制作體積龐大的工件，成型過程中伴隨的物理變化和化學(xué)變化可能會(huì)導(dǎo)致工件變形，因此成型工件需要有支撐結(jié)構(gòu)。目前SLA工藝所支持的材料還相當(dāng)有限且價(jià)格昂貴，液態(tài)的光敏樹脂具有一定的毒性和氣味，材料需要避光保存以防止提前發(fā)生聚合反應(yīng)。SLA成型的成品硬度很低而相對脆弱（筆者在一次3D打印體驗(yàn)活動(dòng)中看到了SLA成品觸

8、地碎裂的情況）。此外，使用SLA成型的模型還需要進(jìn)行二次固化，后期處理相對復(fù)雜。DLP投影固化成型原理:光源透過聚光鏡，使光源均勻分布，菲涅爾鏡是光源垂直照射在液晶屏上，液晶屏兩