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    带你(nǐ)详细(xì)了解3D打印

    2019/07/021094

    如果让你评选(xuǎn)当今最能改(gǎi)变世界的一项技(jì)术,你会选什么?人工智能、区块链、AR与VR技术,还是默默无闻的3D打印技术呢(ne)?相比于前几位(wèi)火爆全场的科学技术,3D打(dǎ)印(yìn)仿佛(fó)流(liú)星一(yī)般,爆发刹那的闪耀后(hòu)就消失(shī)眼前,实(shí)际(jì)上,3D打印技术(shù)正在以更快的速度改(gǎi)变着(zhe)世界。

    带你详细了解(jiě)3D打(dǎ)印

    3D打印机(3D Printers)是(shì)一(yī)位名(míng)为(wéi)恩里科·迪尼(Enrico Dini)的发明家设计的(de)一(yī)种神奇的打印机,它不仅可以“打(dǎ)印”出一幢完整的建筑,甚至可以在航天(tiān)飞船中(zhōng)给宇航(háng)员(yuán)打印任何所需的物(wù)品的形状。

    3D打(dǎ)印(yìn)机,即快速成形技术的一种机(jī)器(qì),它是一种数字模型文件为(wéi)基(jī)础,运用特殊蜡材、粉末状金属或塑(sù)料等(děng)可粘合材料,通过逐层打印的方(fāng)式来(lái)构造物体的技术(shù)。常常在模具制造、工业设计等(děng)领(lǐng)域被用于(yú)制造模型或者用于一些产品的(de)直(zhí)接制(zhì)造,意味着这项技(jì)术正在普(pǔ)及。


    带你详细(xì)了解3D打印

    3D打印的技术原理

    3D打印并非是新鲜的(de)技(jì)术,这(zhè)个(gè)思(sī)想起源于19世纪(jì)末的美国,并(bìng)在20世纪80年代(dài)得以发展(zhǎn)和推广。中(zhōng)国(guó)物联(lián)网(wǎng)校企联盟(méng)把它称作“上上(shàng)个世纪的思想,上个世(shì)纪(jì)的(de)技术,这(zhè)个(gè)世纪的市场”。三维(wéi)打印通常是采用(yòng)数字技术材料 打(dǎ)印机(jī)来实现。这种打(dǎ)印机的产量(liàng)以及销量在二十(shí)一世纪以来就已(yǐ)经得到(dào)了极大的增长,其价格也正(zhèng)逐年下降。

    使(shǐ)用(yòng)打(dǎ)印机就像打(dǎ)印一封信:轻点电脑(nǎo)屏幕上(shàng)的“打印”按钮,一份数字文(wén)件便(biàn)被(bèi)传送(sòng)到一台(tái)喷墨(mò)打印(yìn)机上,它将一层墨水(shuǐ)喷到(dào)纸的表面(miàn)以(yǐ)形成一副(fù)二维图像。而在3D打印时(shí),软(ruǎn)件通(tōng)过电(diàn)脑辅助设(shè)计技术(CAD)完成一(yī)系列(liè)数字切片,并将这些(xiē)切片的信息传送到3D打(dǎ)印机上(shàng),后者会将连续的薄型层面堆叠(dié)起来,直到一个(gè)固态物(wù)体(tǐ)成型。3D打印(yìn)机与传统(tǒng)打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是(shì)实实在(zài)在的(de)原材料。


    带你详细了解(jiě)3D打(dǎ)印


    堆叠薄层(céng)的形式有多种多样。有些3D打印机(jī)使用“喷墨”的(de)方式。例如,一家名(míng)为Objet的(de)以色列3D打(dǎ)印(yìn)机公(gōng)司使用打印机喷头(tóu)将一层极薄的(de)液态塑料物质 喷涂(tú)在铸模托盘上,此(cǐ)涂层(céng)然后被置于紫外线下(xià)进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离,以供下一层堆叠上来。另外(wài)一家总部位于美国明尼阿波利(lì)斯市的公司Stratasys使用一种叫做“熔积成型”的技术,整个流程是在(zài)喷头内熔化(huà)塑料(liào),然后(hòu)通(tōng)过沉积塑料纤维的方式才形(xíng)成薄(báo)层。

    还有一些系统使用粉末微粒作(zuò)为打印介质。粉(fěn)末微粒(lì)被喷撒在铸模托盘上形(xíng)成一层极薄的粉(fěn)末层,然后由喷出的液态粘(zhān)合剂(jì)进(jìn)行固化。它(tā)也可以使(shǐ)用一种叫做“激光烧结(jié)”的技(jì)术熔铸成(chéng)指定形状。这也正(zhèng)是德国EOS公司在其叠加工艺制造机(jī)上使用的技术。而瑞士的Arcam公司(sī)则是利用真(zhēn)空中的(de)电子流熔化粉末微粒。

    以上提(tí)到的这些仅(jǐn)仅是许(xǔ)多成型(xíng)方式中(zhōng)的一部分。当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时,介质中就需要加(jiā)入凝(níng)胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸,最(zuì)后(hòu)只需用(yòng)水或气(qì)流冲洗掉支 撑物便可形成孔(kǒng)隙。如今可用(yòng)于(yú)打印(yìn)的(de)介质(zhì)种类多样(yàng),从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类(lèi)物(wù)质。有些打印机还能结合不同介质,令(lìng)打印出(chū)来的物体一头坚硬而另一头柔软。

    3D打(dǎ)印技术的发展历(lì)史(shǐ)

    3D打(dǎ)印源(yuán)自100多(duō)年前美国研究的照相(xiàng)雕塑(sù)和(hé)地貌成形技术,上(shàng)世纪80年代(dài)已有雏(chú)形,其学名为“快(kuài)速成型”。

    在(zài)20世纪80年代中期,SLS被在美(měi)国得克萨(sà)斯州(zhōu)大学奥斯汀分校的卡尔Deckard博士开(kāi)发出来并获(huò)得专利,项(xiàng)目由DARPA赞助的。1979年,类似(sì)过程由RF Housholder得到专利,但没有被商业(yè)化。

    1995年,麻省理工(gōng)创造(zào)了“三维打印(yìn)”一词(cí),当(dāng)时的毕业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨(mò)打(dǎ)印(yìn)机方案,变为把约束溶剂挤(jǐ)压到粉末床(chuáng)的解决方案,而不(bú)是把(bǎ)墨水挤压(yā)在纸张上的方案。

    说到(dào)3D打印,就不得不提3D打印机。3D打印机又称三维打印机,是一种累积制(zhì)造(zào)技术,通过打印(yìn)一层层的(de)粘合(hé)材料来制造三维的物体。现阶段(duàn)三维打印机被用来制(zhì)造(zào)产品。 2003年以来三维打印机的销(xiāo)售逐渐(jiàn)扩大(dà),价格也开(kāi)始下降。

    该技术可用于(yú)珠宝,鞋类(lèi),工业设(shè)计,建筑,工程和施工(AEC),汽车,航空(kōng)航天,牙科和医疗产业,教(jiāo)育,地理信(xìn)息系统,土木工程,和(hé)许多其他领域。

    3D打印技术的核心制造思想最早起源于19世纪末(mò)的美国,到20世(shì)纪80年(nián)代(dài)后期3D打印(yìn)技术发展成熟并被广泛应(yīng)用。3D打印是科(kē)技融合体模型中(zhōng)最新的高“维(wéi)度”的体现之一。

    目前,三(sān)维(wéi)打印机(jī)的使用范围还很有限(xiàn),不过在未来的某一天(tiān)人(rén)们(men)一定(dìng)可以通过3D打印机打印出更(gèng)实用的(de)物品(pǐn)。

    3D打印能做什(shí)么?

    打印(yìn)服装

    早在2013年,维多利(lì)亚(yà)的秘密时装秀上早已开始(shǐ)展示由3D打(dǎ)印技术制作的(de)服装,当时超模indsayEllingson穿戴着由3D打印机打印的一对翅膀、紧身胸衣和头饰(shì)惊艳亮(liàng)相(xiàng),至今依旧让人惊叹。


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    打印(yìn)人(rén)体假肢

    2012年,一(yī)位苏丹的男孩(hái)因为在两军(jun1)对峙中受伤失去了自(zì)己(jǐ)的双手,这件(jiàn)事(shì)被MickEbeling了解(jiě)到,他当时在苏丹(dān)成(chéng)立了一(yī)个实验室(shì),同时配备(bèi)一台3D打印机(jī),可(kě)以帮(bāng)助(zhù)截(jié)肢患者重新用3D打印(yìn)技(jì)术(shù),打印出自己最适合的假肢。


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    2016年(nián),湖南的3D打印技术企业开发出打印人体骨骼的技术,并开(kāi)始正式应用(yòng)。前不(bú)久,韩国延世大学(xué)卫生系(xì)统更(gèng)宣(xuān)布他们已经开发出可以正式商业化的3D打印(yìn)人工义眼,几乎可(kě)以以假乱真,由此可见,以后我(wǒ)们也许再也(yě)不会在大街上看到任何肢(zhī)体残疾的(de)人士。

    打印你想要(yào)的任何东西

    实际上,发展到现在,生活中常见的物品几乎(hū)都可以(yǐ)用3D打印技术进行制造(zào)。例如汽(qì)车(chē),早已经(jīng)可以用3D打(dǎ)印技术制(zhì)作出来,目前各大发(fā)动机厂家甚至还尝试利用3D打印技术(shù)制(zhì)作汽车的引(yǐn)擎。再比如,我们的房子,早前(qián)上海(hǎi)的一家(jiā)建(jiàn)筑公(gōng)司就已经展出利用3D打印机制作的房屋(wū),虽然(rán)看起(qǐ)来不怎么好看(kàn),但成本却极为低廉,只需要五(wǔ)万块不到,你就可以拥有属于自己的(de)三方一厅了,前(qián)提是那块地得是你的(de)。除了(le)房子,汽车,3D打印还能制作糖果,完全可(kě)以食用(yòng)的糖果,无需(xū)担心会出现任何问题,甚至(zhì)连艺术品、枪支(zhī)等都可以进(jìn)行(háng)打印。

    带你详细了解3D打印

    3D打印技术种类

    SLA(Stereo lithography Appearance,立体光固化成型技(jì)术(shù))

    用特定波(bō)长与强度的(de)激光聚焦到(dào)光固(gù)化材(cái)料表面(miàn),使(shǐ)之由点到线,由线(xiàn)到面(miàn)顺序凝固,完成一个层(céng)面(miàn)的绘图作业,然后升降台(tái)在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个(gè)层面。这样层层叠加构成一个三维(wéi)实体。

    SLA是最早(zǎo)实用化的快速成形技术,原材(cái)料是液态光敏树(shù)脂。其工作原(yuán)理是:将液态光敏树脂放入(rù)加工槽中(zhōng),开始时工(gōng)作台的(de)高度与液面(miàn)相差一个截面层的厚度(dù),经(jīng)过聚焦的激(jī)光按横截(jié)面(miàn)的轮(lún)廓对光(guāng)敏树脂表面进行扫描,被扫描到(dào)的光敏树脂会逐渐固(gù)化,这样(yàng)就可以产生了与横截面轮廓(kuò)相同(tóng)的固态的树脂工件。此(cǐ)时(shí),工作台会下(xià)降(jiàng)一(yī)个截面层的高度,固化了的树脂工(gōng)件(jiàn)就会被在加工(gōng)槽中周围没有(yǒu)被激(jī)光照射(shè)过的还处(chù)于(yú)液态的光(guāng)敏树(shù)脂(zhī)所淹没,激光(guāng)再开始(shǐ)按照下一层(céng)横(héng)截面的轮廓来(lái)进行(háng)扫描,新固(gù)化的树(shù)脂会(huì)粘在下面一层上,经过如(rú)此循环往复,整(zhěng)个工件加工过程就(jiù)完成了。然后(hòu)将完成的(de)工件再经(jīng)打(dǎ)光、电镀、喷漆或(huò)着(zhe)色(sè)处理即得到要(yào)求的产品。


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    优点:

    1.光固化成型法是最早出现(xiàn)的快速原型制造工艺,成熟(shú)度高;

    2.由CAD数字模(mó)型直接制成原型,加工速度快,产品生产周期短,无(wú)需切削工具与模具;

    3.可以加工结构外形复杂或使用传统手段难(nán)于成(chéng)型的原(yuán)型和(hé)模具(jù);

    4.使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本;

    5.为(wéi)实(shí)验提供(gòng)试样(yàng),可(kě)以(yǐ)对计算机(jī)仿真(zhēn)计(jì)算的结果进行验证(zhèng)与校核;

    6.可联机操作,可(kě)远程(chéng)控制(zhì),利于生产的自动化;

    缺点(diǎn):

    1.SLA系统造价高昂,使用和维护成本(běn)过高;

    2.SLA系(xì)统是要对液体进行操作的精(jīng)密设(shè)备,对工作环境要求苛(kē)刻;

    3.成型件(jiàn)多为树(shù)脂(zhī)类,强度(dù),刚度,耐热性有限,不利(lì)于长时间保存;

    4.软件系统操作复杂,入(rù)门困难;使用的文(wén)件格式不为广大设计人员熟(shú)悉;

    5. 由于树脂(zhī)固化过程中产生收缩,不可避免地会产生应(yīng)力或引起形(xíng)变;

    SLS(Selective Laser Sintering,选择性激光烧结)

    选择性激光烧结是采(cǎi)用激光有选择地(dì)分(fèn)层(céng)烧结固体粉末,并使烧结成(chéng)型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程(chéng)包括CAD模型的建(jiàn)立及数(shù)据处理、铺粉(fěn)、烧结以及后(hòu)处理等。

    整个工艺装置由粉末缸和成(chéng)型缸组成,工(gōng)作时粉(fěn)末(mò)缸活塞(sāi)(送粉活塞)上升,由铺粉(fěn)辊将粉(fěn)末在成(chéng)型缸活塞(工(gōng)作活(huó)塞(sāi))上均匀(yún)铺上(shàng)一层,计算机根据原型(xíng)的切片模型控制激光(guāng)束(shù)的二维扫描轨(guǐ)迹(jì),有选择地烧结固体粉末(mò)材料以形成零(líng)件的一个层面(miàn)。粉(fěn)末完成一层(céng)后,工(gōng)作活(huó)塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉。控制激光束再扫描烧结新层(céng)。如此循环往复(fù),层(céng)层叠加,直到三维零件成(chéng)型。最后,将未(wèi)烧结的粉末回收到(dào)粉末缸中,并取出成(chéng)型(xíng)件。对(duì)于金属(shǔ)粉末激光烧结,在烧结之(zhī)前,整(zhěng)个工作台被加(jiā)热至一定温度,可减少成型中(zhōng)的(de)热变(biàn)形,并利于层与(yǔ)层(céng)之间的(de)结合。


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    优点:

    1.SLS所使用(yòng)的(de)成(chéng)型(xíng)材(cái)料十分(fèn)的广泛。目前可以进行SLS成(chéng)型(xíng)加工的材(cái)料(liào)有石蜡、高分(fèn)子、金属(shǔ)、陶瓷粉末和他们的复合粉末材(cái)料。成型(xíng)件性(xìng)能分布(bù)广泛适合于多种用途。

    2.SLS无需设计(jì)和(hé)制(zhì)造(zào)复杂的支撑系统。

    缺点:

    SLS工艺(yì)加工(gōng)成(chéng)型后的工件(jiàn)表面会比较粗糙,增强机(jī)械性(xìng)能的后(hòu)期处(chù)理工艺本身也比较复(fù)杂。(粗(cū)糙度(dù)取(qǔ)决(jué)于粉(fěn)末的直(zhí)径)

    LOM(Laminated Object Manufacturing,分层实体制造法,又称层叠成型法)

    它以(yǐ)片材(如(rú)纸片、塑(sù)料薄膜或(huò)复合材料)为原材料,激光切割系统按照计算机(jī)提取的横(héng)截面轮廓线数(shù)据,将背面(miàn)涂(tú)有热熔胶的(de)纸用激(jī)光切(qiē)割出工件的内外轮廓。切(qiē)割完一(yī)层后,送料机构(gòu)将新的一层(céng)纸叠加上去,利用热粘压装置将已切(qiē)割层粘合在(zài)一起,然后再进行切割,这样一层层地(dì)切割、粘合(hé),最终成为三维工件。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷(cí)膜等,此(cǐ)方法(fǎ)除了可以制造(zào)模(mó)具、模型外,还可(kě)以直接制造结构件(jiàn)或(huò)功能件。


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    优点:

    1.工作可靠,模型(xíng)支撑性好,成本低,效率(lǜ)高(gāo)。缺点(diǎn)是前、后处理费时(shí)费力(lì),且不(bú)能(néng)制造中空结构件。

    2.成形材料(liào):涂敷(fū)有热敏胶的纤维纸;

    3.制件性能:相当于高级(jí)木(mù)材;

    4.主要用途:快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。

    FDM(Fused Deposition Modeling,熔积成型(xíng)法)

    该(gāi)方法使用丝(sī)状材料(石(shí)蜡(là)、金(jīn)属、塑料、低熔点合金丝)为原料,利用电加热方(fāng)式将丝材加热至略高(gāo)于熔化温度(dù)(约比熔点高(gāo)1℃),在计(jì)算(suàn)机(jī)的控制下(xià),喷(pēn)头作x-y平面运动,将熔融的材料涂覆在(zài)工作台上,冷却后形成工(gōng)件的(de)一层截面,一(yī)层成形后,喷头(tóu)上移一(yī)层高度,进行下一层涂覆(也有文献(xiàn)中写的是工作台下降(jiàng)一个截面层(céng)的(de)高度,然(rán)后喷头进行下一个横截(jié)面的打印(yìn)),如此循环往复,热塑(sù)性丝状材料(liào)就会一层(céng)一层地在工作台上完成(chéng)所需要横截面(miàn)轮(lún)廓的(de)喷涂打印(yìn),直(zhí)至最后完成。

    FDM工(gōng)艺可选择多种材料进行加工,包括聚碳酸酯、工程(chéng)塑料以及二者的混合材料等。

    这(zhè)种工艺(yì)不用激光,使用、维护简单,成本较低。用(yòng)ABS制造(zào)的原型因具有较(jiào)高强度而在产品设计、测试与评(píng)估等(děng)方(fāng)面得到(dào)广(guǎng)泛应用。近年来(lái)又开发出PC,PC/ABS,PPSF等更高强度(dù)的成形材料(liào),使得(dé)该工艺有可能直接制造功能性零(líng)件(jiàn)。由于这种工艺具有一些(xiē)显(xiǎn)著优点(diǎn),该工艺(yì)发展(zhǎn)极为(wéi)迅速(sù),目前FDM系统在全球已安装快(kuài)速成(chéng)形系统中的(de)份额最大(dà)。

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    优点:

    1.该技术污染小,材料(liào)可以回收(shōu),用于中、小型(xíng)工件的成形;

    2.成形材料:固体丝状(zhuàng)工程塑料;

    3.可以通过使用溶于水的支撑材料,以便(biàn)与工(gōng)件的分离,从而(ér)实现瓶状或其(qí)它中空型工件的加工;

    4.制件(jiàn)性能:相当(dāng)于工程(chéng)塑料(liào)或(huò)蜡模;

    5.主要用(yòng)途:塑料件、铸造(zào)用蜡模、样件或模型(xíng)。

    缺点:

    1.比SLA工艺加(jiā)工精度低;

    2.工件表面比较粗糙;

    3.加(jiā)工过程的时间较长(zhǎng)。

    3DP技术

    3DP即3D printing,采用3DP技术的3D打印机使用标准(zhǔn)喷墨打印技术,通(tōng)过将液态(tài)连结(jié)体铺放在粉末薄(báo)层上, 以打印横(héng)截面(miàn)数据的(de)方式逐层创建各部件(jiàn),创(chuàng)建三维实体模型,采用这种技术打印成(chéng)型的样品模型与实际产品具有同样的(de)色彩,还可以将彩色(sè)分析结果直接描绘在模型上(shàng),模型(xíng)样品所(suǒ)传(chuán)递的信息较大(dà),是目(mù)前(qián)最为成熟(shú)的彩色3D打印技术。


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    现有3D打印技术存在的问题及解决方(fāng)法(fǎ)

    材料的限(xiàn)制

    目前主(zhǔ)流的3D打印技(jì)术可以实现聚合物塑料、某些金属或者(zhě)陶(táo)瓷打(dǎ)印,但目前无法实现打(dǎ)印的材料还非(fēi)常多(duō)。材料的限制(zhì)主要(yào)表现为(wéi)两个方面的限(xiàn)制,一方面,目前的3D打印技术(shù)可打印的材(cái)料(liào)种类有限,无法(fǎ)完全适(shì)应工(gōng)业生产中所需的各种各样的材料(liào)的打印。这使得3D打印技术只能应用于(yú)一些特定场合,普及(jí)推广仍有很大的障碍。另一方面,针对特定的(de)3D打印机,可打印的材料种类(lèi)更(gèng)是特定(dìng)的几种或几类,这使得针对(duì)每种或每类材料,就需要设计专属的3D打印机,通用性不如传统的机械加工好。虽(suī)然(rán)目(mù)前在多(duō)材(cái)料打印上已经取得了一(yī)定的进展,但除非这些进展达到成熟(shú)并有效(xiào),否则材(cái)料依然会是3D打印的一大(dà)障碍。

    解决方法:

    针(zhēn)对(duì)以上两方面问题,可(kě)以以(yǐ)这样(yàng)的(de)思路(lù)寻求解决方案。一、研发(fā)新材料,这也(yě)是国家目(mù)前(qián)大力发展的方向。通过研发新型的打印性(xìng)能好(hǎo)、材料性能还能达到传(chuán)统材料要求材料,提高3D打印技术的(de)通用(yòng)性(xìng)。二、提(tí)高3D打印机本(běn)身的(de)通用性。可以从(cóng)模块(kuài)化设计角度(dù)出发,本体结(jié)构保(bǎo)持一致,对不(bú)同(tóng)种类或(huò)类型的材料,只改变部分部(bù)件如喷头,而(ér)且部件的拆装性能要好,方便更换(huàn)。

    打印效率低

    效率低可(kě)以从两(liǎng)个角度(dù)进行分析。一、与传统机械加工比较,机械加工是在毛(máo)坯的(de)基础上减材形成,通(tōng)常毛坯和零件(jiàn)之间相差的材(cái)料较(jiào)少,即需要去(qù)除的(de)材料少(shǎo),加工比(bǐ)较快;而3D打印技术必须将所有零件实体所需材料通(tōng)过增材方式(shì)堆叠,材料体积大(dà)。所以从去除或(huò)堆(duī)叠(dié)得(dé)材料(liào)体积量来比较,增材的体积量通常比减材的体积(jī)量要(yào)大。二、从成型运动方面考虑(lǜ),传统的机械加工主运动多为旋转运动,而3D打印技术为直线(xiàn)运(yùn)动(dòng),旋转(zhuǎn)运动更容易达到更大的(de)速度(dù),而且保持一定的稳定(dìng)性(xìng),3D打印(yìn)技术(shù)的扫描运动为直线运动,很(hěn)难(nán)达到较大的速度。因此,3D打印技术不(bú)仅(jǐn)所需加工的体积(jī)量(liàng)大,而且运动速(sù)度受限,所(suǒ)以(yǐ)综(zōng)合加工效率低。

    解决方(fāng)法:

    针对问题一,可以(yǐ)考(kǎo)虑(lǜ)在一定(dìng)的规则(zé)毛坯材料上增(zēng)材,减(jiǎn)少需要打印的材料(liào)量,主要是(shì)用于大(dà)批量生产情况下,预先设计一系(xì)列实体轮廓中所包含的最小(xiǎo)毛坯,在毛坯的(de)基础上打印。针对问题二(èr),从机构学角(jiǎo)度(dù),可以设计可高(gāo)速运(yùn)动的机(jī)构 ,如并联(lián)机(jī)构。另外也需要协调(diào)设计(jì)材料,增快(kuài)其熔融速度或凝(níng)固速度。还可以从软件及轨迹规划角度着手,采用梯度(dù)设计思想,对于有强度等方(fāng)面要求的,填充率选择大一些,其他(tā)部分填(tián)充率小一(yī)些,而不(bú)是像目前(qián)整个实(shí)体都选择同一填充(chōng)率。

    质(zhì)量和(hé)精度低

    首先是质(zhì)量问题,由于3D打印采用“分层制造,层层叠加”的增材制造工艺,层(céng)与层之间(jiān)的结合再紧密,也无法和传统模具整体浇铸而(ér)成的(de)零件(jiàn)相媲美,而零件材(cái)料的微观组织和结(jié)构决(jué)定了零件的物理性能(néng)如强度、刚度、耐磨性、耐疲劳(láo)性(xìng)、气密性等(děng)大多不能满足工程实际的使用要求。其次(cì)是精度问题,由于3D打印技术固(gù)有的成型原理及发展还不完善(shàn),其打印成型(xíng)零件的精(jīng)度包括尺寸精(jīng)度、形状精度和(hé)表面粗糙度都较差,不能作为功能性零件,只能做原型(xíng)件使用,从而其(qí)应用将大打折扣。

    解决(jué)方法:

    对于质量问题,可以考(kǎo)虑从打印路(lù)径(jìng)的角(jiǎo)度(dù)出发,使打印纹(wén)理走势与零件(jiàn)主要受力(lì)方向(xiàng)一(yī)致(zhì),增加其强度,防止在(zài)力(lì)的作用下,零件发生撕裂或破坏。对于精度问题,尽可能研究高分辨率打印技术,将层分辨率降低,但(dàn)也要考虑(lǜ)与打印效(xiào)率的匹配问(wèn)题。另外可以增减(jiǎn)材技术相结合(hé),通过减材技术进行(háng)表面处(chù)理或其(qí)他后(hòu)处理。

    关键词: 3D打印




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