3d打印用途及意义,简介3d打印工作原理

3D打印是制造业领域的新技术,被誉为“具有工业革命意义的制造技术”。 今天,小编为大家整理了十大3D打印技术,通过视频方式生动展现了其原理。 主要介绍SLA、CLIP、3DP、PolyJet、FDM五种技术,以及NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五种金属的3D打印原理。

1.SLA(Stereolithography )。

SLA是指光固化成型技术,是指通过紫外光照射使液态感光性树脂发生聚合反应,逐层固化生成三维实体的成型方式,SLA制造的工件尺寸精度高,是第一个商业化的3D打印技术。

以下是SLA工艺工序。

紫外激光源

光固化反应

逐步扫描成形

2 .剪辑

CLIP即连续液体界面提取技术是Carbon 3D公司基于SLA技术开发的革命性3D打印技术,使3D打印速度提高提高了100倍。

CLIP从底部投影使感光性树脂固化,未固化的部分通过控制氧形成死区,通过抑制光固化反应保持稳定的液态区域保证固化的连续性。

光固化反应

氧抑制光固化过程

光固化死示威

CLIP成形工艺

3.3 DP ( three-dimensional printing ) 3DP即三维打印快速成型技术与以往的二维喷墨打印接近,从打印头喷出粘接剂(可以用彩色粘接剂打印彩色产品) 3DP技术目前主要有两种应用。 是全色3D打印和砂型铸造。

以下是Exone公司采用3DP技术进行砂型铸造的过程。

粘接剂喷射

加热固化

打印表单

铸造模具

4.PolyJet

PolyJet即聚合物喷涂技术,成型原理与3DP技术相似,只是喷射光固化树脂而不是粘合剂,喷射完成后通过紫外光照射进行固化成型。

PolyJet成形原理

PolyJet采用阵列式喷头,还可以同时喷射不同的材料,实现多种材料、多色材料的同时打印。

阵列头工作过程

PolyJet打印流程

5 .灵活定位模式( FDM )。

FDM是一种熔积层压技术,通过高温熔化材料,用打印头挤压成细丝,在构件平台上堆积成型。 FDM是最简单、最常用的3D打印技术,通常适用于桌面级3D打印设备。

FDM技术的结构如下所示。

模型处理

耗材挤出成型

分阶段打印过程

移除支持

表面处理

金属3D打印技术可直接用于金属零件的快速成形制造,具有广阔的工业应用前景,是国内外重点发展的3D打印技术。 介绍了NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五种金属3D打印原理。

6.npj(nanoparticlejetting ) )。

NPJ技术是以色列公司Xjet最新开发的金属3D印刷成形技术,与普通激光3D印刷成形相比,使用纳米液态金属,采用喷墨方式沉积成形,印刷速度比普通激光印刷快5倍,具有优良的精度和表面粗糙度。

以下是Xjet设备的工作过程。

金属粒子的微细化

金属粒子分布在液滴中

液滴喷射成形工艺

液相排出过程

烧结后的产品

7.SLM(Selective Laser Melting )

SLM即选区激光熔模技术是目前金属3D打印成型中最普遍的技术,利用细小的聚焦光斑快速熔化预制的金属粉末,直接得到具有任意形状和完全冶金结合的零件,得到的制作密度可达99%以上。

激光检流计反射镜系统是SLM的重要技术之一,以下是SLM Solution公司的检流计反射镜系统的动作图。

激光发射

激光传输

检流计

激光扫描熔融

金属粉末熔融过程

在金属3D打印工艺中,产品通常比较复杂,需要打印支撑材料。 产品完成后,需要移除支撑,并对产品表面进行处理。

取出产品

移除支持

后处理

8 .选择激光隔离( SLS )

SLS是一种选区激光烧结成型技术,与SLM技术相似,不同之处在于激光功率不同,通常用于高分子聚合物的3D打印成型。

以下是SLS生产塑料制品的过程。

模型分层切片

产品取出

后处理

SLS也可用于制造金属和陶瓷零件,但得到的产品密度低,需要后期致密化处理才能使用。

SLS制金属零件

9 .激光辐射定位( lmd )。

LMD是一种激光熔复成形技术。 该技术名称繁多,由不同研究机构独立研究,自行命名。 一般名称是LENS、DMD、DLF、LRF等。 与SLM最大的不同在于粉末通过喷嘴聚集在工作面上,与激光汇合在一起,粉末熔化冷却后得到堆积的熔敷实体。

以下是LENS技术的工作过程。

同轴送粉

构建过程

10 .电子邮件( EBM ) )。

EBM是一种电子束熔化技术,其过程与SLM非常相似,区别在于EBM使用的能量源是电子束。 由于EBM的电子束输出能量通常比SLM的激光输出大一个数量级,扫描速度也远高于SLM,因此EBM在搭建过程中需要对整个造型平台进行预热,避免成型过程中温度过高带来较大的残余应力。 以下是EBM的工作过程。

整体预热

成形工艺

熔融中粉末的变化

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