目前3D打印機技術有哪些?
時間:2015-08-31 16:24 來源:未知 作者:中國3D打印網 閱讀:次
3D打印有兩種定義。狹義指“MIT開發的以粉末為基礎的制造技術”。廣義上指所有的增材制造技術(Additive Manufacturing)。
據Andreas Gebhardt對添加性制造技術的入門書籍Understanding Additive Manufacturing,添加性制造技術有很多種,MIT開發的3D打印技術只是其中一種:
1. 以高分子聚合反應為基本原理:激光立體印刷術(Stereolithography, SLA,有著名的Objet(已和Stratasys合并)和FormLabs為代表), 高分子打印技術(Polymer Printing), 高分子噴射技術(Polymer Jetting), 數字化光照加工技術(Digital Lighting Processing), 微型立體印刷術(Micro Stereolithography)。
2. 以燒結和熔化為基本原理: 選擇性激光燒結技術(Selective Laser Sintering, SLS,3D打印行業龍頭老大3D System的看家本領), 選擇性激光熔化技術(Selective Laser Melting, SLM), 電子束熔化技術(Electron Beam Melting, EBM)。
3. 以粉末-粘合劑為基本原理:三維打印技術(Three Dimensional Printing, 3DP,MIT在90年發明的,Zcorp(已被3D Systems收購)、EOS和voxeljet是杰出代表)
4. 熔融沉積造型技術(Fused Deposition Modeling, FDM,著名代表有RepRap項目、MakerBot和Stratasys公司)
5. 層壓制造技術(Layer Laminate Manufacturing, LLM)
6. 氣溶膠打印技術(Aerosolprinting)
7. 生物繪圖技術(Bioplotter)
每一種添加性制造技術的具體原理都不一樣,但是主要都是想辦法根據電腦數據制造出一層東西,然后在這層東西上面再制造一層東西,如此類推,直至制造出整個立體模型。
主要特點是成品結構復雜性幾乎不受限制。
目前主要用于航空工業、汽車工業、專業設計(產品設計和建筑設計的模型制造)、外科(量身定做的矯正牙套、假牙、助聽器)等等。
下面來簡單介紹一下最常見的FDM、SLA、SLS和3DP。
1. FDM
FDM全稱Fused Deposition Modelling(熔融沉積造型)。打印頭加熱,把條形塑料加熱軟化,按照電腦3D模型作“一筆畫”。看看視頻可能會更清楚:
MakerBot Thing-O-Matic演示:
MakerBot立體打印機Thing-O-Matic演示一:打印人像
2. SLA
SLA全稱Stereolithography(立體印刷術)。它用激光選擇性地讓需要成型的液態光敏樹脂發生聚合反應變硬,從而造型。SLA有兩大類,一種是Objet為代表的,從下到上打印的。另一種是FormLabs為代表的,從上往下打印的。
Objet打印機原理介紹:
Objet三維打印機---締造快速成型新標準
FormLabs Form 1打印機宣傳視頻
Formlabs 光固化桌面級3D打印機
3. SLS
SLS全稱Selective Laser Sintering(選擇性激光燒結)。和SLA類似,SLS使用激光。和SLA不同的是,SLS用的不是液態的光敏樹脂,而是粉末。激光的能量讓粉末產生高溫和相鄰的粉末發生燒結反應連接在一起。
3D Systems 選擇性激光燒結3D打印機演示:
選擇性激光燒結(SLS)工藝演示
4. 3DP
來源:Emerald
3DP全稱Three Dimensional Printing(三維打印)。這才是真正的3D打印!因為這種技術和平面打印非常相似,連打印頭都是直接用平面打印機的。和SLS類似,這個技術的原料也是粉末狀的。典型的3DP打印機有兩個箱體。如上圖所示,左邊為儲粉缸,右邊為成型缸。打印時,左邊會上升一層(一般為0.1mm),右邊會下降一層,滾粉輥把粉末從儲粉缸帶到成型缸,鋪上厚度為0.1mm的粉末。打印機頭根據電腦數據把液體打印到粉末上。(平面打印機的Y軸是紙在動,而3DP的Y軸是打印頭在動)液體要么是粘合劑要么是水(用于激活粉末中粉狀粘合劑)。
據Andreas Gebhardt對添加性制造技術的入門書籍Understanding Additive Manufacturing,添加性制造技術有很多種,MIT開發的3D打印技術只是其中一種:
1. 以高分子聚合反應為基本原理:激光立體印刷術(Stereolithography, SLA,有著名的Objet(已和Stratasys合并)和FormLabs為代表), 高分子打印技術(Polymer Printing), 高分子噴射技術(Polymer Jetting), 數字化光照加工技術(Digital Lighting Processing), 微型立體印刷術(Micro Stereolithography)。
2. 以燒結和熔化為基本原理: 選擇性激光燒結技術(Selective Laser Sintering, SLS,3D打印行業龍頭老大3D System的看家本領), 選擇性激光熔化技術(Selective Laser Melting, SLM), 電子束熔化技術(Electron Beam Melting, EBM)。
3. 以粉末-粘合劑為基本原理:三維打印技術(Three Dimensional Printing, 3DP,MIT在90年發明的,Zcorp(已被3D Systems收購)、EOS和voxeljet是杰出代表)
4. 熔融沉積造型技術(Fused Deposition Modeling, FDM,著名代表有RepRap項目、MakerBot和Stratasys公司)
5. 層壓制造技術(Layer Laminate Manufacturing, LLM)
6. 氣溶膠打印技術(Aerosolprinting)
7. 生物繪圖技術(Bioplotter)
每一種添加性制造技術的具體原理都不一樣,但是主要都是想辦法根據電腦數據制造出一層東西,然后在這層東西上面再制造一層東西,如此類推,直至制造出整個立體模型。
主要特點是成品結構復雜性幾乎不受限制。
目前主要用于航空工業、汽車工業、專業設計(產品設計和建筑設計的模型制造)、外科(量身定做的矯正牙套、假牙、助聽器)等等。
下面來簡單介紹一下最常見的FDM、SLA、SLS和3DP。
1. FDM

FDM全稱Fused Deposition Modelling(熔融沉積造型)。打印頭加熱,把條形塑料加熱軟化,按照電腦3D模型作“一筆畫”。看看視頻可能會更清楚:
MakerBot Thing-O-Matic演示:

MakerBot立體打印機Thing-O-Matic演示一:打印人像

SLA全稱Stereolithography(立體印刷術)。它用激光選擇性地讓需要成型的液態光敏樹脂發生聚合反應變硬,從而造型。SLA有兩大類,一種是Objet為代表的,從下到上打印的。另一種是FormLabs為代表的,從上往下打印的。
Objet打印機原理介紹:

Objet三維打印機---締造快速成型新標準
FormLabs Form 1打印機宣傳視頻
Formlabs 光固化桌面級3D打印機
SLS全稱Selective Laser Sintering(選擇性激光燒結)。和SLA類似,SLS使用激光。和SLA不同的是,SLS用的不是液態的光敏樹脂,而是粉末。激光的能量讓粉末產生高溫和相鄰的粉末發生燒結反應連接在一起。
3D Systems 選擇性激光燒結3D打印機演示:
選擇性激光燒結(SLS)工藝演示
4. 3DP
來源:Emerald
3DP全稱Three Dimensional Printing(三維打印)。這才是真正的3D打印!因為這種技術和平面打印非常相似,連打印頭都是直接用平面打印機的。和SLS類似,這個技術的原料也是粉末狀的。典型的3DP打印機有兩個箱體。如上圖所示,左邊為儲粉缸,右邊為成型缸。打印時,左邊會上升一層(一般為0.1mm),右邊會下降一層,滾粉輥把粉末從儲粉缸帶到成型缸,鋪上厚度為0.1mm的粉末。打印機頭根據電腦數據把液體打印到粉末上。(平面打印機的Y軸是紙在動,而3DP的Y軸是打印頭在動)液體要么是粘合劑要么是水(用于激活粉末中粉狀粘合劑)。
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