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3D打印机就是一种制造工具,在计算机上设计出来的3D工件,可使用它把计算机里的工件变为现实。
什么是3D打印?
3D打印技术是指由计算机辅助设计模型(CAD)直接驱动的,运用金属、塑料、陶瓷、树脂、蜡、纸、砂等材料,在快速成形设备里分层制造任何复杂形状的物理实体的技术。基本流程是,先用计算机软件设计三维模型,然后把三维数字模型离散为面、线和点,再通过3D打印设备分层堆积,最后变成一个三维的实物。
传统制造技术是“减材制造技术”,3D打印则是“增材制造技术”,具有制造成本低、生产周期短等明显优势,被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产技术”。3D打印将多维制造变成简单的由下而上的二维叠加,从而大大降低了设计与制造的复杂度。同时,3D打印还可以制造传统方式无法加工的奇异结构,尤其适合动力设备、航空航天、汽车等高端产品上的关键零部件的制造。
3D打印用的材料有哪些?
1.ABS塑料类
ABS是FDM最常用的打印材料,目前有多种颜色可以选择,是消费级3D打印机用户最喜爱的打印材料,如打印“乐高”类型的很多玩具,制作很多创意家居饰件等。ABS材料通常是细丝盘装,通过3D打印喷嘴加热熔解打印。
2.PLA塑料类
PLA塑料熔丝也是一种非常常用的打印材料。尤其是对于消费级3D打印机来说,PLA可以降解,是一种环保的材料。PLA一般情况下不需要加热床,这一点不像ABS,所以PLA容易使用,而且更加适合低端的3D打印机。
3.亚克力类材料
亚克力源自英文acrylic,意指由有机化合物甲基丙烯酸甲酯单体(MethylMethacrylate,MMA)所制成的PMMA板,其透明与透光度如同玻璃一般。将所有由透明塑料(如PS、PC等)或由劣质回收MMA所制成的板材统称为有机玻璃。
4.金属材料
近年来,3D打印技术逐渐应用于实际产品的制造,其中,金属材料的3D打印技术发展尤其迅速。在国防领域,欧美发达国家非常重视3D打印技术的发展,不惜投入巨资加以研究,而3D打印金属零部件一直是研究和应用的重点。
5.陶瓷材料
陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异特性,在航空航天、汽车、生物等行业有着广泛的应用。但由于陶瓷材料硬而脆的特点使其加工成形尤其困难,特别是复杂陶瓷件需通过模具来成形。模具加工成本高、开发周期长,难以满足产品不断更新的需求。
3D打印技术的发展前景
从发展到现在,3D打印又分了几大类。从非金属、液体到固体到粉末,应该说代表了最先进的3D打印技术里面的高端技术是以激光为热源技术,包括激光立体成形、激光选区烧结以及激光选区熔化。
当前,消费电子领域主流的3D方案主要采用结构光及飞行时间技术。3D成像必须主动发射特殊波段的红外光,发射端由红外光发射器、准直透镜和衍射光栅构成,用于成像的红外发射器主要有LED和VCSEL两类。
3D打印应用是非常的广泛,目前在航空航天、汽车模具、消费电子、教育、文化创意、珠宝首饰、医疗等领域应用比较多。比如,航空航天零部件复杂,对轻量化要求高,价格较高,所以对3D打印应用是最迫切,也是最成功的。
3D打印的问题
价格十分昂贵有的特别镂空无法打印出来,以及耐高温性以及造型都不是特别的强。不适合批量生产,加上使用3D打印材料肯定不及合金以集体的硬,所以大多数情况不能使用3D打印。