3d打印的基本概念和工作原理,?
一,、3D打印技術(shù)簡介
3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀90年代中期,實際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。3D打印,,即快速成型技術(shù)的一種,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),,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(gòu)造物體的技術(shù)。
過去其常在模具制造,、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型,,現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。特別是一些高價值應用(比如髖關(guān)節(jié)或牙齒,,或一些飛機零部件)已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件,,意味著“3D打印”這項技術(shù)的普及。
二,、3D打印技術(shù)原理分析
1.三維設(shè)計
3D打印的設(shè)計過程是:先通過計算機輔助設(shè)計(CAD)或計算機動畫建模軟件建模,,再將建成的三維模型“分割”成逐層的截面,從而指導打印機逐層打印,。
設(shè)計軟件和打印機之間協(xié)作的標準文件格式是STL文件格式,。一個STL文件使用三角面來大致模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高,。PLY是一種通過掃描來產(chǎn)生三維文件的掃描器,,其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。
2.打印過程
打印機通過讀取文件中的橫截面信息,,用液體狀,、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來,再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體,。這種技術(shù)的特點在于其幾乎可以造出任何形狀的物品,。
打印機打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米來計算的。一般的厚度為100微米,,即0.1毫米,,也有部分打印機如ObjetConnex系列還有3DSystems‘ProJet系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機相近的分辨率,。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米,。用傳統(tǒng)方法制造出一個模型通常需要數(shù)小時到數(shù)天,根據(jù)模型的尺寸以及復雜程度而定,。而用3D打印的技術(shù)則可以將時間縮短為數(shù)個小時,,當然其是由打印機的性能以及模型的尺寸和復雜程度而定的,。
3D打印槍械
傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品,而3D打印技術(shù)則可以以更快,,更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對較少的產(chǎn)品,。一個桌面尺寸的3D打印機就可以滿足設(shè)計者或概念開發(fā)小組制造模型的需要。
3.完成
目前3D打印機的分辨率對大多數(shù)應用來說已經(jīng)足夠(在彎曲的表面可能會比較粗糙,,像圖像上的鋸齒一樣),,要獲得更高分辨率的物品可以通過如下方法:先用當前的3D打印機打出稍大一點的物體,再稍微經(jīng)過表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品,。
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