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高精度3D打印机好用吗?


如今的3D打印技术越来越成熟,3D打印机设备的实用性也越来越强,目前已在航天航空、牙科义齿、模型模具、动漫手板、影视道具等众多领域实现成功应用。3D打印技术应用走向成熟,不仅体现在设备功能上,越来越高的打印精度,也是3D打印机在生产制造领域得以快速应用的重要原因。


 


据知名3d打印机厂商创想三维的3D打印专家介绍,目前全球已出现10多种3D打印技术,不过当前主流的3D打印技术主要包括SLA、LOM、SLS和FDM四种技术。按各大技术占平台收入高低排列,依次为FDM技术(63.9%)、SLA +DLP技术(18.1%)、SLS技术(11.1%)。


有关调研数据显示,目前3D打印的发展,严重依赖于技术的进步和突破,剔除专利壁垒因素,技术的成熟度、可打印的耗材品种以及设备的打印精度等因素,对于相关成型技术的市场化应用至关重要。下面,创想三维小编,就依次为大家生简单介绍上述几大主流3D打印技术的打印精度、可用耗材、应用领域等3D打印知识。

 

一、FDM(熔融沉积)成型技术


1. 技术简介


熔融沉积(FDM)又叫熔丝沉积,它是将丝状热熔性材料加热融化,通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料融化后从喷嘴喷出,沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上,温度低于固化温度后开始固化,通过材料的层层堆积形成最终成品。


目前,市面上的FDM打印机设备一般用的是热塑性材料,如蜡、ABS、PC、尼龙等,以丝状供料(卷轴丝),材料成本低。


FDM技术的优势在于制造简单,成本低廉,且FDM专利已失效。不过由于出料结构简单,大部分FDM型桌面级3D打印机难以精确控制出料形态与成型效果,且制作的产品边缘都有分层沉积产生的“台阶效应”。

 

2. 打印精度


一般而言,FDM的桌面级3D打印机的成品精度通常为0.3mm-0.2mm,不过目前已有机型能够支持0.1mm的打印精度了。以创想三维千元桌面级3D打印机Ender-3S为例,其打印精度为±01.MM。


 


3. 应用领域


就拿创想三维的FDM型3D打印机来说,主要应用于模型模具、建筑设计、影视道具、3D人像、灯饰设计、家居创意等各个领域。

 

二、SLA/DLP(光固化)成型技术


1. 技术简介


目前,SLA和DLP这两种光固化成型技术均是当前主流的3D打印成型技术。两种成型技术原理非常相似,均是利用光源照射固化,完成模型打印的。


不同的是,SLA技术是利用激光束在液态树脂表面勾画出物体的第一层形状,层层固化完成实体打印的;而DLP技术则是利用切片软件把模型切薄片,然后通过投影机播放幻灯片,将每一层图像在树脂层很薄的区域产生光聚合反应实现固化,最终完成模型打印。由于DLP技术一次性能完成大面积固化成型工作,因此,与SLA技术相比,该技术不但成型精度高,而且打印速度也非常快,也被业界视为第二代光固化成型技术(SLA为第一代)。


不过光固化成型技术可使用的耗材较为有限,主要是液态光敏树脂材料。


 


2. 打印精度


与其他3D打印技术相比,SLA和DLP这两种光固化成型技术的三维实体表现堪称完美,打印出来的模型表面非常光滑细腻,打印精度也非常高,精度可达0.3mm-0.2mm。资料显示,创想三维近年基于DLP光固化成型技术推出的光固化3D打印机DP001和DP002,打印精度均达到0.3mm-0.2mm,且打印的模型表面效果均非常出色,无FDM型3d打印机常见的“台阶效应”。

 

3. 应用领域


一般而言,SLA/DLP光固化3D打印机主要被用于打印表面效果要求极高的三维实体,如牙科义齿、珠宝首饰、动漫手办等领域。据了解,目前创想三维新一代光固化3D打印机DP002已被用户用于上述领域,并取得不错的应用效果。

 

三、SLS(选择性激光烧结)成型技术


1. 技术简介


SLS成型技术,又叫选择性激光烧结技术。该成型技术主要采用红外激光器作能源,对粉末材料进行选择性烧结,是一种由离散点一层层堆集成三维实体的快速成型方法。


SLS 技术整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成,工作粉末缸活塞(送粉活塞)上升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉,控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。


SLS 技术成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。其可用材料包括高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种粉末材料。特别是金属粉末材料,是目前3D打印技术中最热门的发展方向之一。


 

     2. 打印精度


SLS技术打印精度非常高,一般可达0.05-2.5MM。但这种成型工艺的缺点就是,在后处理中难以保证制件尺寸精度,后处理工艺复杂,样件变型大。

 

3. 应用领域

相对来说,SLS 技术的材料利用率高,造型速度也较快,而且有直接金属型的概念,可直接得到塑料、蜡或金属件。目前,SLS工艺已经成功应用于汽车、造船、航天和航空等诸多行业。

 

四、LOM(分层实体制造)成型技术


1. 技术简介


LOM成型技术,即层实体成型法,是出现得比较早的3D打印技术之一。又称薄形材料选择性切割,是RP领域代表性的技术之一。其成型原理是采用激光器按照CAD分层模型所获得的数据,用激光束将单面涂有热熔胶的薄膜材料的箔带切割成原型件某一层的内外轮廓,再通过加热辊加热,使刚切好的一层与下面切好的层面粘接在一起,通过逐层切割、粘合,最后将不需要的材料剥离,从而得到分层制造的实体零件。


 


2. 打印精度


LOM成型技术工程中不存在材料相变,因此不易引起翘曲、变形,零件的精度较高,激光切割为0.1mm,刀具切割为0.15mm。

 

3. 应用领域


LOM成型技术主要适合制作大中型原型件,且对于原材料的使用限制较其他成型技术要小。该技术成品翘曲变形较小,成型时间较短,激光器使用寿命长,制成件有良好的机械性能,适合于产品设计的概念建模和功能性测试零件。且由于制成的零件具有木质属性,特别适合于直接制作砂型铸造模。


 


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