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| 你真的了解3D打印技術(shù)么? |
| 來源:中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時間:2014-09-23 10:28:15 瀏覽次數(shù): |
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(中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉)3D打印技術(shù)是一種通過計(jì)算機(jī)控制,可以打印從鞋子到珠寶、槍支和航空航天部件的生產(chǎn)方法。其基本規(guī)則是用一種堆疊累積的制造技術(shù),不像加工、車削、銑削和鋸切是將不要的部分切除掉,保留需要的部分。
盡管有各種不同3D打印技術(shù),但是所有的3D物品通常都是通過逐層打印得到的。從最下面的一層開始,等物品干燥或者固化后就可以工作了。而分層過程的差異取決于打印機(jī)和使用的材料(金屬、聚合物、樹脂石膏),同時也取決于是一個工業(yè)的還是商業(yè)的3D打印機(jī)。
工業(yè)VS商業(yè)
雖然面向于個人和小型企業(yè)的3D打印機(jī)才剛剛起步,但是由于MakerBot和RepReps這兩家公司,3D打印在工業(yè)上的使用已有30年的歷史。盡管工業(yè)上的3D打印機(jī)一般都很大而且很昂貴,但是對比與商業(yè)3D打印機(jī),打印的速度要快上很多。而且,有些工業(yè)3D打印機(jī)可以多個噴嘴一同工作,甚至可以使用金屬(后期會有更多材料)。雖然大多數(shù)情況下,工業(yè)3D打印機(jī)基本上用于快速原型設(shè)計(jì)(通常建筑師,汽車制造商使用較多),但是有時候,特別是用金屬材料制造的3D打印器件,會被用在最終的產(chǎn)品上。
相比于工業(yè)使用的3D打印機(jī),面向個人的3D打印機(jī)則顯得便宜,小巧、低速而且低分辨率。雖然個人消費(fèi)級別的3D打印機(jī)依然被用于快速模型設(shè)計(jì),但是也同樣被那些就喜歡用3D打印機(jī)打印東西的人使用著。通常,個人消費(fèi)級別的3D打印機(jī)使用的是擠出的熱塑性塑料,即使用熔化的塑料微小液滴來進(jìn)行3D打印。
不同打印技術(shù)
根據(jù)所使用的的材料、需要顏色的種類、需要的分辨率、有至少五種流行的3D打印方法可供選擇。
1. 熔融沉積成型——最常見的3D打印方法是熔融沉積成型(FDM)。此過程的原材料是塑料或金屬絲卷筒,其被打印機(jī)噴嘴融化并放置。它很快變硬,接著可以放第二層。就商業(yè)印刷商(如MakerBot)而言,F(xiàn)DM總是使用塑料線(絲),通常被外行人用術(shù)語稱為“熱塑性沉積”。
2. 噴墨打印——使用特殊油墨(樹脂和粘合劑),用家庭或辦公室中噴墨打印機(jī)相似的設(shè)備,可能建立一個3D模型。樹脂和粘合劑一層一層疊加直到創(chuàng)造好對象 。這是僅有的允許自定義顏色3D打印過程。
3. 選擇性激光燒結(jié)——燒結(jié)是從粉末制成固體物體的過程,在選擇性激光燒結(jié)(SLS)的情況下,粉末可以是金屬、塑料、陶瓷或玻璃。 基本上,SLS用的脈沖激光來“畫”出所需的橫截面。 粉末融化,用激光在頂上形成另一層。這是用的非常多的工業(yè)方法,因?yàn)樗枰粋€相當(dāng)強(qiáng)的激光。
4. 數(shù)字光處理——采用DLP(是的,在DLP投影機(jī)后面相同的技術(shù)),在光線下曝光,液體聚合物轉(zhuǎn)變成非常堅(jiān)硬的固體。通過這個技術(shù)可以獲得 非常高的精確度/分辨率——再者這是一個工業(yè)化的方法。立體類似于DLP制造,但貴了不少。
5. 其他——最后有少量的3D打印技術(shù)沒有廣泛應(yīng)用,但在未來有可能會。樹脂可以使用LEDs(類似于DLP方式)來加工, 雙光子光聚合反應(yīng)可以被用來創(chuàng)建超小型3D打印功能,分層實(shí)體制造使用大量的紙或者卡片粘在一起的,然后再使用激光切開。
3D打印的未來
我們已經(jīng)提到了3D打印技術(shù)的幾個用途——原型制作,在家里制作東西。但3D打印技術(shù)目前能夠做到的更為瘋狂的事情還是值得深入探討的,并且其在將來能夠?qū)崿F(xiàn)哪些突破也同樣值得期待。
3D打印機(jī)可以被用來制造鈦飛機(jī)零件,人骨,復(fù)雜的納米尺度的機(jī)器等等。在未來,我們就可以用3D打印機(jī)制造幾乎所有的東西應(yīng)該是一個非常靠譜的假設(shè)——盡管有些東西(服裝,紡織)我們還不能用打印機(jī)制作,也不能通過自動數(shù)控機(jī)床來制作,或者像它們一樣的設(shè)備,但是這一點(diǎn)在將來還是會被考慮進(jìn)去的。
最后,也許有一天,你會走到一個3D打印機(jī)旁邊并且說道:“給我一臺iPad,”然后它就會給你制作一臺iPad。如果我們可以制造具有原子級別分辨率3D打印機(jī),也許將會迎來另一個星際迷航的小工具:傳送器。還有一個事實(shí)(令人非常擔(dān)心?)是,許多商用打印機(jī)記都貼上了“自我復(fù)制機(jī)”的標(biāo)簽,因?yàn)樗鼈兡軌虼蛴∽约旱母鼡Q零件。換句話說,如果我們賦予3D打印機(jī)某種人工智能,沒有人知道它會變成什么樣子。
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