3D打印技術有哪些?
3D打印正在改變我們的生活,就像汽車曾經改變了交通方式,互聯網改變了信息傳播方式一樣。那么,對于3D打印技術,您了解多少呢?
什么是3D打印?
你可以把3D打印比作烘焙一塊蛋糕。你把所有的材料混合在一起,然后一層一層地鋪在烤盤上,等到材料固化后,你就得到了一塊蛋糕。同樣,3D打印也是通過一層層地添加材料,最終形成一個實體物體。
3D打印,也稱為增材制造,是利用數字模型文件,然后讓一臺打印機一層層地堆疊塑料、粉末狀金屬等特殊材料,直接構造出復雜形狀的實體。3D打印使用的材料范圍非常廣泛,從塑料、陶瓷到金屬,甚至生物組織,滿足各種各樣的需求。
3D打印技術有幾種?
那么,3D打印技術有哪些呢?
3D打印技術類型繁多,根據使用的材料類型和工藝對3D打印技術進行分類,大致可以分為擠出式、樹脂類、粉末類以及噴射式3D打印,具體如下:
1.擠出型3D打印
這些方法使用一種材料(通常是熱塑性絲材),通過噴嘴加熱并擠出。材料在冷卻后硬化,形成3D物體。其中,最典型的要屬熔融沉積成型(FDM)打印。
● 熔融沉積成型(FDM):這是最常用的3D打印技術之一。它通過擠出熱塑性絲材,將其加熱到熔點,然后逐層擠出,以創建三維物體,像網上熱門視頻3D打印房屋就是利用了FDM技術。這種技術廣泛用于原型制造、零件制造和消費品生產,樂高公司就使用FDM來創建新磚塊的原型。
目前,FDM 3D打印技術已經相當成熟,對應的FDM打印機的精度和打印速度也在不斷提高,漢印推出的這款F210 高精度3D打印機就是其中的典型。
這款3D打印機擁有全金屬一體式機身,使用V型材滑輪,運動平穩順暢,噪音小且耐磨,使用壽命長。其加熱板采用優質的晶格玻璃平臺,粘性強,打印模型不會產生翹邊,可實現手工快速取模。
F210 3D打印機具有智能保護系統,支持斷電續打,無需擔心打印過程中意外斷電的情況,省時省料更省心。它還自帶UI顯示屏人性化交互設計,操作設置簡單,打印進度一目了然,新手也能快速上手。
漢印F210 3D打印機使用PLA、TEPG、TPU等耗材,其打印精度可達±0.2mm,性價比極高。這款打印機非常適合用于創作個性化的工藝品,或者供3D打印愛好者進行實踐操作。在網絡上,有大量的3D打印模型資源可供免費下載。只需按照操作指南將模型導入電腦,F210 3D打印機就能夠打印出你心目中的作品。
2.3D打印樹脂
這類打印技術主要使用光敏樹脂作為材料,當光敏樹脂暴露在特定類型的光線(通常是紫外光)下時,會發生硬化反應。通過這種方式,可以逐層堆疊并固化樹脂,從而制造出實體物品。常見的有光固化立體成型(SLA)和液晶屏(LCD)3D打印技術。
● 光固化立體成型(SLA):SLA是最早的3D打印技術。主要利用液態光敏樹脂在紫外激光束照射下快速固化的特性。在計算機控制下,激光束沿液面掃描,使被掃描的區域樹脂固化,形成一層樹脂薄片。通過重復此過程,最終形成整個產品。
SLA技術主要用于制造各種模具和模型,也可通過在原料中加入其他成分,用于精密鑄造。完成打印后的工件需要進行后處理,如強光照射、電鍍、噴漆或著色等,以得到最終產品。SLA打印的產品精度高,表面處理效果好,非常適合制作精細的模型例如牙齒模型,還有珠寶。
● 液晶屏(LCD)3D打印:這是一種新興的3D打印技術,它使用液晶面板作為光源,通過控制液晶面板上的像素點開關,將UV光源的光線按照設定的形狀投射到光敏樹脂上,使其固化形成模型。LCD 3D打印技術以其高效率和低成本而受到歡迎,廣泛應用于牙科、珠寶和玩具制造等行業。
3.3D打印粉末技術
這些方法使用粉末材料,通過選擇性的熔融或粘合在一起,目前主要的打印技術有選擇性激光燒結(SLS)、選擇性激光熔融(SLM)和粉末床熔融(3DP)。
● 選擇性激光燒結(SLS):SLS使用激光來燒結粉末材料,將其結合在一起以創建固體結構。它通常與尼龍一起使用,可以制造出強度高、復雜幾何形狀的零件。SLS在航空航天和汽車等行業中常用于制造功能零件,寶馬公司就利用SLS 3D打印技術為他們的汽車生產部件。
● 選擇性激光熔融(SLM):這種3D打印技術主要用于金屬粉末材料,其工作原理是使用高能激光束掃描粉末床,根據CAD模型的截面數據,逐層熔融金屬粉末,形成固體三維物體。這種方法可以制造出具有復雜幾何形狀和內部結構的零件,適用于各種行業,如航空、汽車、醫療和制造業。
和其他3D打印粉末技術相比,SLM能夠創建出具有更高密度和優越機械性能的零件,因此對于需要高強度和耐久性的應用場景非常有用。然而,由于SLM打印過程中涉及到高能激光,因此設備成本、操作難度和安全性問題也相對較大。
● 粉末床熔融(3DP):3DP是一種使用粉末床和粘合劑的3D打印技術。它通過在粉末床上噴射粘合劑,將粉末粒子粘合在一起,形成一個固體層。然后,再添加一層新的粉末,重復這個過程,直到打印完成。正是由于3D打印技術在制造復雜內部結構的零件方面的獨特優勢,使得它在建筑、藝術和生物醫學等領域得到了廣泛的應用。
目前,鋁合金的粘結劑噴射3D打印取得了一定的突破。未來,這項技術有望用于電動汽車、電動飛機等零部件的3D打印制造。
4.噴射式3D打印
這種方法主要是通過打印頭噴射出固化的材料滴來實現打印。主要的技術包括PolyJet 3D打印、彩噴打印(CJP)、多噴嘴打印(MJP)及多射流熔融打印(MJF)。
● PolyJet 3D打印:PolyJet技術與噴墨文檔打印機類似,就是把液體的廣聚合物層噴射到構建托盤上,然后紫外線馬上將其固化,逐層慢慢累積成型,直到形成一個完整的3D模型構建。這種方式多用于創建詳細的原型、模具,甚至多色模型,目前,一些鞋類公司利用PolyJet 3D打印來創建詳細逼真的鞋類原型。
● 彩噴打印(CJP)和多噴嘴打印(MJP):CJP和MJP是兩種使用噴射技術的3D打印方法。CJP使用粉末床和彩色粘合劑,可以打印出全彩的零件。MJP則可以同時噴射多種材料,創建出具有不同物理性質的復合零件。這兩種技術都以其高精度和良好的表面質量而受到歡迎,廣泛應用于原型制造、教育和藝術創作等領域。
● 多射流熔融(MJF):由惠普開發,MJF使用細粒度粉末并與粘合劑融合。然后應用細化劑,與熱量結合后,固化零件。MJF特別適合快速生產、制作具有復雜幾何形狀的零部件,尤其是在汽車和消費品等行業。例如,寶馬使用MJF為他們的汽車生產部件。
3D打印技術的發展潛力無窮,醫療、建筑、教育,還是在藝術、設計等領域,3D打印都在開啟新的可能性。而在這個過程中,3D打印機制造商——漢印也在不斷創新,致力于開發出更多高效、精準的3D打印產品,以滿足不同領域的需求。我們有理由相信,3D打印的未來將更加廣闊。