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3D新聞

3D打印原理 材料堆積法(一)

星之球激光 來源:北京晚報2013-03-11 我要評論(0 )   

3D打印,在專(zhuan) 業(ye) 領域,它又有另一個(ge) 名稱快速成型技術。它出現於(yu) 20世紀80年代後期,是基於(yu) 材料堆積法的一種高新製造技術。這個(ge) 並不新的技術,為(wei) 何在這幾年突然火起來呢? ...

        3D打印,在專(zhuan) 業(ye) 領域,它又有另一個(ge) 名稱“快速成型技術”。它出現於(yu) 20世紀80年代後期,是基於(yu) 材料堆積法的一種高新製造技術。這個(ge) 並不新的技術,為(wei) 何在這幾年突然火起來呢?

 

  工業(ye) 級設備走入民間

  太爾時代科技有限公司的市場部經理郭嶠認為(wei) ,這主要得益於(yu) 國外數百萬(wan) 元級別的工業(ye) 級3D打印設備,在這幾年,轉變為(wei) 桌麵級的設備。有些3D打印“神器”售價(jia) 在1500美元以內(nei) ,甚至更低,一時間受到DIY愛好者追捧,他們(men) 充分發揮自己的才智,打印出各種極具創意的3D物品,再加上網絡的發達,所以就在過去的兩(liang) 年間,關(guan) 於(yu) 3D打印機,許多“魔幻現實主義(yi) ”般的新聞突現在人們(men) 眼前。

  2011年3月,英國一名科學家設計出一款自行車,並用打印機一次成型地打印出車輪、軸承和車軸,更重要的是它可以騎,而且其堅固程度與(yu) 鋼鋁材料不相上下;幾乎與(yu) 此同時,美國康奈爾大學一位教授帶領他的學生,在實驗室裏用一台打印機,打印出一塊有草莓醬的巧克力蛋糕;2011年9月,世界首輛3D打印機製造的汽車現身加拿大溫尼伯市……

  另外,還有一個(ge) 值得注意的原因,就是國際上的影響。美國為(wei) 了實現“製造業(ye) 回流”,2011年6月,奧巴馬宣布一項新政策,並向3D打印產(chan) 業(ye) 支出5億(yi) 美元以提升美國在製造業(ye) 上的領先地位;2013年2月,奧巴馬在國情谘文演講中表示,將建設一個(ge) 包含15個(ge) 製造創新中心的全國性網絡,希望專(zhuan) 注於(yu) 3D打印和基因圖譜等各種新興(xing) 技術。

 

  原理:類似蠶的吐絲(si) 結繭

  對於(yu) 3D打印機的工作原理,郭嶠打了一個(ge) 形象的比喻:蠶吐出很細的絲(si) ,一層一層把自己包裹起來,就形成了一個(ge) “立體(ti) ”的繭。雖然目前材料和工藝不一樣,但3D打印的基本原理都是根據要打印的物體(ti) 形狀,通過一層層地堆積而成。比如塑料材質,就是將塑料加熱後,形成塑料絲(si) ,然後將塑料絲(si) 一層一層地堆起來,就形成了三維物品;還有一種是用激光照射光敏樹脂或者金屬粉末,形成固體(ti) 後堆積起來變成三維物品。

  不管是哪種材料,都是一層一層往上加材料,而不是像傳(chuan) 統製作工藝“車、洗、磨”那樣把原料削去。“3D打印是增加你需要的部分,傳(chuan) 統製作工藝是減掉你不需要的部分,這是兩(liang) 種不同的方法論。”

  在北京3D照相館隔壁的北京上拓科技有限公司,記者也看到了各種不同打印工藝的機器,該公司市場營銷總監邵先生介紹道,由於(yu) 具體(ti) 堆疊的形式有多種多樣,因此產(chan) 生了多種3D打印工藝,每種工藝能夠打印的材料類型也不相同,如常見的有SLA(激光固化光敏樹脂成型)、FDM(熔融擠壓堆積成型)、3DP(三維噴塗黏結成型)、SLS(選擇性激光燒結成型)、Ployjet(噴墨成型)等,“而這五種主流的3D打印工藝我們(men) 這裏都有。”#p#分頁標題#e#

       另外,目前3D打印機可打印的材料主要有石膏、尼龍、ABS塑料、PC、樹脂、金屬、陶瓷等,這些原材料都是專(zhuan) 門針對3D打印而研發的新材料,並不是普通意義(yi) 的石膏、塑料、樹脂,而原材料的形態一般有粉末狀、絲(si) 狀、液體(ti) 狀等。

  3Done.cn的站長小彥指出,不同的技術有著不同的優(you) 勢,同樣適合於(yu) 不同的領域。FDM係統構造原理和操作簡單,因此也是目前民用市場常用的一種3D成型技術;SLA所用的原料是光敏樹脂,這種原料遇光就凝固,特點就是成型速度快,精度非常高,做出來的東(dong) 西表麵很光滑,但是這種設備對操作要求非常苛刻,不適合家用;SLS所用的原料金屬粉末和陶瓷粉末,屬於(yu) 比較高端的技術,除了本身的設備成本,還需要很多輔助保護工藝,製造和維護成本非常高,一般適合大型製造業(ye) 。

  北京3D照相館裏打印彩色立體(ti) 模型,則采用的是3DP技術,它是在色彩外觀方麵,打印產(chan) 品最接近成品的3D打印技術,而3D照相館使用的也是3DP技術的典型設備:3DS旗下的ZPrinter 650,最大可以輸出39萬(wan) 色,色彩方麵非常豐(feng) 富。

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