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如何挑选3D打印机?可先深度了解3D打印技术再做决定

刚了解3D打印,就想选购一台3D打印机,可能会因为它的种类繁多而感到迷茫,可先深入了解它们,然后再做决定,下面就为大家一一介绍。

1.SLA光固化设备

在以往的几年中,光固化设备快速兴起,从FDM中占领了很大的市场份额。虽说不久前此项技术还被认为是昂贵不可及的,可是由于相关技术专利的到期,价格下跌,如今我们可以在可承担的价格区域内感受到高精度打印。

激光精度

SLA利用激光选择固化小区域树脂来制造工件。激光一次扫描一层树脂,成功一层后,平台往上移动一级持续扫描。激光束的光斑直径能够特别小,实现高度细致(虽说光束越小,打印时间就越长)。SLA打印的工件不但特别细致,并且表面也特别光滑。

树脂

很多人不选择SLA的原因之一是其运用的树脂材料。3D打印运用的树脂具备中等毒性,在处理时需要以及小心。并且树脂也有股刺激性气味,需要在通风良好的环境下运用。虽说SLA设备如今的价格很实惠,可是树脂材料的价格依然很高,增加了设备的运行成本。大部分设备制造商坚持用户选购他们的专利树脂材料,如此用户就无法从其他处选购更实惠的树脂材料以降低成本。

运用

SLA技术以及通用性,在工业上运用广泛。最常用于快速原型制作,其高精度也特别适用于打印工具和模型。可是由于可运用材料的限制,SLA不太适用于打印消费品,并且其速度针对大型流水线生产来讲也有些太慢了。

2.数字光处理(DLP)

DLP与光固化设备类似的地方是都是利用激光器固化树脂,形成工件。重要的不同点是DLP不是运用狭窄的光束扫描每个层,反而是所有层级一次性曝光固化而成。

与SLA的差异

虽说DLP在技术上与SLA特别类似,可是DLP打印的工件的外观却是特别不同。SLA打印的工件的表面更光滑,边缘更圆,DLP打印的工件表面的纹路更佳,细节更精致。这些特点是优势或是劣势取决于打印的工件和期望效果。SLA打印的工件更平滑是由于所采用的激光头能够弯曲移动,使粗糙的地方显得平滑。DLP的激光是利用小镜面(振镜)照射向树脂材料,镜面的大小决定了像素大小。所以,DLP采用方形像素打印弯曲边缘时,要想有个绝对平滑的表面是不可能的。可是,由于DLP的像素大小一般比SLA的激光点小,所以DLP打印的工件能够更细致。

更适合密集的物体

由于DLP的工件都是一次性打印而成的,所以毋庸置疑比SLA更快。当工件特别紧密时,速度的优势就能发挥到最佳。激光头用狭窄的光束绘制紧密的物品需要耗费很长的时间,可是用DLP,一整层能够一次性成功。但是,针对很薄且中空的复杂型工件,SLA可能会更快。而且要注意的是,对于大型的高度精细的工件,可能没有足够的像素让一整层都达到全精度。

应用

DLP与SLA的应用十分相似,广泛应用于快速原型制作。在选择要使用SLA或者DLP时,最关键的因素便是打印工件的种类和期望的光洁度种类(参考以上)。

3.选择性激光烧结(SLS)

SLS与SLA和DLP相似之处源于一样选用了激光技术。可是SLS并没有使用树脂材料,反而是选用粉末材料,其特性也全然不同。激光将粉末烧结(高温下熔化),在构件室内逐层制作工件。

复杂的设计,不用支撑

SLS打印的最大优势源于它能够打印设计高度复杂的工件。与别的3D打印种类不同,SLS不用支撑结构,且能够生产出任意样式的工件。由于粉末室中装满了粉末,打印完成的工件一般是被未使用的粉末完全包围。粉未烧结的粉末为工件可能包含的悬挂结构带来了支撑。

难以想象的精细

SLS支持打印薄如纸片的工件。SLS打印机能够打印出书本样式的工件,且当中的每一页都能够翻。转动的工件,如纺车和铰链,都能利用设备直接生产出来。SLS打印机最常使用尼龙材料来生产牢固结实的能够当做成品直接使用的工件。

运行复杂,成本昂贵

缺点是SLS设备体积大、价格高且需要使用培训。其使用的粉末也十分贵,使用起来很不便(需要一直佩戴面罩)。需要注意的是粉末室在X和Y轴上必须一直装满粉末(Z轴只需要到达打印工件的高度)。这就代表着如果选用大型设备打印单一工件,那么便会导致大量的废弃粉末。一些未烧结的粉末尽管能够再度使用,可是会降低工件的质量。因而,要想SLS设备的使用更加经济,尽量是在同一个粉末室打印多个工件或者打印几乎占据了X和Y轴全部空间的宽型工件。

应用

SLS为什么比SLA和DLP更合适打印功能性工件的原因源于其可选用的材料更多,且工件打印质量十分高。SLS打印机能够生产及其耐用的功能性工件。这种技术在生产卡扣、机械接头和铰链上表现也十分出色。

4.熔融沉积成型(FDM)

FDM(也称作FFF)是目前3D打印最广泛的一种形式。大部分桌面级3D打印机选用的是FDM技术。其价格低,易购买,是业务爱好者和发烧友的首选。设备没有激光和树脂材料,只是利用移动打印头将少许的熔化的热塑性塑料沉积下来,这种材料硬化迅速,为此逐层打印工件。

物美价廉

FDM最吸引人的地方源于价格便宜和应用简单。桌面级FDM打印机的价格约为几百美元,且体型紧凑,能实现任何空间要求。且大部分是即插即用的,非专业人士应用起来非常简单。

精度差

但是,这类打印机这么便宜,是有原因的。FDM打印机打印质量与SLA的打印质量有天壤之别。FDM打印出的工件的细节受制于喷嘴头的大小,一般在0.4mm的范围内(比一些SLA打印机激光点尺寸的十倍还大),造成打印层厚大,表面的层级化十分明显。后处理虽说能够一定程度上缓解层级化,可是与理想的效果依然相差甚远。并且,FDM打印的工件弯曲严重(热塑性塑料的冷却收缩造成工件稍微变形)。

应用

FDM备受业务爱好者的喜爱,在工业的应用也十分广泛。此项技术非常灵活,适用多种材料,因而所有行业,从汽车到科研,都有应用到。是空间十分有限或没有条件应用树脂的实验室或工作站的理想挑选。虽说工件的质量不是很完美,可是针对许多行业而言,它能以低成本简单化地将工件打印出来。

5.聚合物喷射打印

PolyJet3D打印机和传统的喷墨打印机在物理原理上十分相似,因而这两种技术的命名也很相似。PolyJet打印有一些与FDM相同的特点,可是其打印的质量和灵活性与FDM的完全不在一个层面上。

无可比拟的材料应用灵活性

PolyJet打印的首要优势便是能够一次应用各种不同颜色的材料打印工件。一个工件除去能够包含不透明和透明的材料,还能够有不同的硬度和柔韧性。这也是所有其他3D打印解决方案努力想要实现的灵活性。与喷墨打印机中的墨盒相似,PolyJet打印机采用材料盒,材料盒一般是直接向制造商购买,多个材料盒能够一次性安装完成。

极限细致

PolyJet打印机打印的工件层也是惊人地细致,层厚能达0.01mm,比这里提及的所有其他技术都更出色。另外,其分辨率也十分之高,成品基本上无需后处理(除去移除支撑)。

小型工件的最好的选择

PolyJet打印的缺点之一是打印大型工件的速度十分慢,可是打印小型工件(小于10-12cm)的速度十分快(比SLA快许多),因为打印头无需远距离地移动。打印的工件越大,打印头移动的距离就越远,那么打印的速度就变慢。打印十分大的工件时,速度慢得无法忍受。此项技术也不便宜,设备一般比相当型号的SLA或DLP贵得多,且材料的价格也可能是其四倍之高。

应用

PolyJet打印是采用多种材料多种颜色打印小型高质量工件的最佳选择。因此非常适用于直接打印消费者产品。这项技术在要求绝对精度的医疗行业里应用广泛。PolyJet打印因为其高成本和大型工件打印速度慢,不那么适合快速原型制作。

6.连续液面生产(CLIP)

位于旧金山的Carbon在2014年发布他们的新的CLIP 3D打印方法时引起了一场不小的轰动。CLIP能达到之前认为是不可能的构件速度,3D打印的将来可能就是属于这项了不起的新技术。但是目前,CLIP的供应有限且价格高到令人咋舌,超出了大多数人的能力范围。

前所未有的高速打印

Carbon声称他们的设备M1和M2可以达到传统光固化设备工件打印速度的100倍,同时他们也展示了在几分钟内完成复杂工件的打印。CLIP与DLP最为相似,但是不是逐层固化的,而是连续打印,过程看起来就像工件很神奇地从树脂材料中出现一样。这是通过选择性地将树脂暴露于光照和氧气中,加速固化过程。打印出来的工件质量很好,但是不如SLS和PolyJet。需要注意的是,CLIP和其他技术一样,除了SLS,在工件制作时都需要支撑。

天价

因为拥有专利,Carbon是CLIP打印机的唯一制造商,价格也是意料之中的高昂。这个情况和SLS之前的情况很像,SLS在2014年之前也是价格高昂,但是当相关专利到期后,竞争者就开始进入市场了。目前Carbon打印机价格昂贵,只提供订购模式。

应用

CLIP的主要特点是其速度,能奇迹般地完成快速原型制作和缩短产品上市时间。使用CLIP的公司通常原先是使用注塑这一技术的,注塑的速度更慢,且缺少了3D打印快如闪点的灵活性。


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