3D打印技术,也称为增材制造技术,是一种通过数字模型逐层逐点加工物体的快速成型技术。它涉及多种技术的综合应用,包括:
材料科学 :涉及基础材料的选择和处理,如塑料、金属、陶瓷和生物材料等,每种材料都有其特定的物理和化学特性,适用于不同的3D打印技术和应用。计算机辅助设计(CAD):
用于创建和优化数字模型,这是3D打印的基础。设计师使用CAD软件绘制出产品的三维模型,并进行优化处理,以适应特定的3D打印技术和材料。
机电控制技术:
包括打印头控制和打印平台运动控制,确保材料能够按照设计路径逐层堆积。这涉及到复杂的机电控制系统,如步进电机、伺服电机和传感器等。
信息技术:
涉及数据处理和远程监控,包括模型切片、路径规划和打印参数设置。现代3D打印机通常配备有远程监控功能,用户可以通过互联网实时监控打印过程,并进行必要的调整和优化。
3D打印方法
熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling, FDM):
通过加热并挤出热塑性长丝来构建物体。
光固化成型(Stereo Lithography Apparatus, SLA):利用液态光敏树脂在紫外光照射下迅速固化的特性来构建物体。
选择性激光烧结(Selective Laser Sintering, SLS):使用激光束将粉末材料熔化并逐层堆叠来构建物体。
电子束自由成形制造(Electron Beam Freeform Manufacturing, EBFM):使用电子束将材料熔化并逐层堆叠。
直接金属激光烧结(Direct Metal Laser Sintering, DMLS):使用激光束将金属粉末熔化并逐层堆叠。
电子束熔化成型(Electron Beam Melting, EBM):使用电子束将金属粉末熔化并逐层堆叠。
选择性激光熔化成型(Selective Laser Melting, SLM):使用高功率激光束将金属粉末熔化,然后通过逐层堆叠来构建金属部件。
选择性热烧结(Selective Thermal Sintering, SFS):使用热能将粉末材料烧结在一起。
喷墨式打印(Inkjet-based Printing):使用类似于喷墨打印机的喷头,将液态或半固态材料逐层喷射到建造平台上。
DLP 3D打印技术:使用数字光投影固化光敏树脂,构建三维物体。
这些技术各有优缺点,适用于不同的应用场景和需求。例如,FDM技术设备成本较低、操作方便,但打印精度和表面质量欠佳;SLA技术打印精度高,但设备和材料成本较高。选择合适的3D打印技术取决于具体的应用需求和预算。