3D打印技術,是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。它無需機械加工或任何模具,就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件,從而極大地縮短產品的研制周期,提高生產率和降低生產成本。燈罩、身體器官、珠寶、根據球員腳型定制的足球靴、賽車零件、固態電池以及為個人定制的手機、小提琴等都可以用該技術制造出來。
過程原理:
每一層的打印過程分為兩步,首先在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水,膠水液滴本身很小,且不易擴散。然后是噴灑一層均勻的粉末,粉末遇到膠水會迅速固化黏結,而沒有膠水的區域仍保持松散狀態。這樣在一層膠水一層粉末的交替下,實體模型將會被“打印”成型,打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型,而剩余粉末還可循環利用。
打印耗材由傳統的墨水、紙張轉變為膠水、粉末,當然膠水和粉末都是經過處理的特殊材料,不僅對固化反應速度有要求,對于模型強度以及“打印”分辨率都有直接影響。3D打印技術能夠實現600dpi分辨率,每層厚度只有0.01毫米,即使模型表面有文字或圖片也能夠清晰打印。受到噴打印原理的限制,打印速度勢必不會很快,較先進的產品可以實現每小時25毫米高度的垂直速率,相比早期產品有10倍提升,而且可以利用有色膠水實現彩色打印,色彩深度高達24位。
由于打印精度高,打印出的模型品質自然不錯。除了可以表現出外形曲線上的設計,結構以及運動部件也不在話下。如果用來打印機械裝配圖,齒輪、軸承、拉桿等都可以正常活動,而腔體、溝槽等形態特征位置準確,甚至可以滿足裝配要求,打印出的實體還可通過打磨、鉆孔、電鍍等方式進一步加工。同時粉末材料不限于砂型材料,還有彈性伸縮、高性能復合、熔模鑄造等其它材料可供選擇。
三維打印技術的魅力在于它不需要在工廠操作,桌面打印機可以打印出小物品,而且,人們可以將其放在辦公室一角、商店甚至房子里;而自行車車架、汽車方向盤甚至飛機零件等大物品,則需要更大的打印機和更大的放置空間。
優點:
3D打印技術最突出的優點是無需機械加工或任何模具,就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件,從而極大地縮短產品的研制周期,提高生產率和降低生產成本。
與傳統技術相比,三維打印技術還擁有如下優勢:通過摒棄生產線而降低了成本;大幅減少了材料浪費;而且,它還可以制造出傳統生產技術無法制造出的外形,讓人們可以更有效地設計出飛機機翼或熱交換器;另外,在具有良好設計概念和設計過程的情況下,三維打印技術還可以簡化生產制造過程,快速有效又廉價地生產出單個物品。
三維打印技術還有其他重要的優點。大多數金屬和塑料零件為了生產而設計,這就意味著它們會非常笨重,并且含有與制造有關但與其功能無關的剩余物。三維打印技術不是這樣的。在三維打印技術中,原材料只為生產所需要的產品”,借用三維打印技術,他的團隊生產出的零件更加精細輕盈。當材料沒有了生產限制后,就能以最優化的方式來實現其功能,因此,與機器制造出的零件相比,打印出來的產品的重量要輕60%,并且同樣堅固。
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