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3D打印技术不是“一种”技术

以前介绍过3D打印 (增材制造) 的基本概念,即用数字模型文件、通过层层叠加的方式制造物品的方式。然而我们鲜去探讨的是,所谓的“3D打印技术”,并不是一种单一的技术,而是描述一种制造生产方式的涵盖性术语。具体用来实现3D打印的技术有很多种,本篇我们就来探讨一下实现3D打印的不同技术原理。


熔融沉积成形 (Fused Deposition Modeling / FDM)

熔融沉积成形是3D打印最常用的技术。这种技术常采用细丝状的塑料或者金属为打印原料,丝状材料输入到打印喷头后被加热而后以融化状态从打印头的下端挤出,融化了

的材料挤出后在空气中立马冷却固化。打印头和建造平台(build platfom)之间的相对运动由数字控制,通过计算机辅助制造软件 (Ccomputer-Aided Manufacturing / CAM software) 实现运动轨迹的计算。打印完一层后,打印头上升 (或建造平台下降)一层的高度,再进行下一层的打印,高精度金属3d打印机,如此层层叠加,最终完成整个原型的制作。


熔融沉积成形图示

熔融沉积成形技术最常用的材料是ABS和PLA,包括MakerBot在内的大部分桌面3D打印机使用的都是绕成线圈的ABS和PLA丝状材料。但FDM可用的材料其实还有很多,材料形态也不限于细丝状

。我们在数字泥土Data Clay (一) 匠人精神与新型数字生产方式的共存中介绍过的可打印陶土的3D打印机使用的也是FDM,其材料是通过针筒一样的结构挤压出去的,无需加热。我们还曾经介绍过Pam--直接使用塑料颗粒的3D打印机,一款可以用塑料颗粒而非丝状材料的

3D打印机,以及利用回收塑料进行3D打印的例子。

MakerBot Replicator

陶土3D打印机

Pam - 使用塑料颗粒的打印机

利用回收旧塑料进行3D打印

2. 光聚合成形(Photopolymerisation)

光聚合成形是利用紫外线聚合液态光敏树脂而成形的方法。最常用的技术被称为立体光

塑 (Stereo Lithography Apparatus / SLA)。打印过程中,液态光敏树脂材料被涂在建造平台上,而后紫外线激光光源按照这一层的横截面形状照射光敏树脂,使其固化并与上一层已固化的树脂层聚合在一起。这一层完成后,建造平台向远离打印头(光源)的方向移动一层,新的一层液态树脂被涂在建造平台上,之前的步骤继续重复直到生成最终的三维物体。一种常用的机器结构是将建造平台逐渐浸入到一个装满液态光敏树脂的容器中,紫外线激光聚合的永远是容器中树脂液体的最上层,完成一层后建造平台向容器下方继续浸入一层的高度,最上层则又被树脂液体占据,金属3d打印模具,准备进行下一次的光聚合。还有将建造平台倒置,打印物体从置于下方的液态光敏树脂容器中逐渐“升起”的模式。


SLA原理图示

Stratasys的Objet系列3D打印机使用的就是SLA技术,其打印精度远远高于一般利用FDM (熔融沉积成形

) 技术的3D打印机,打印物表面光滑,几乎看不到层和层之间的锯齿。不过Objet这种价格百万级别的打印机,也不是我们普通人能够负担得起的。

用Objet Connex500打印

Autodesk的Ember3D打印机是一款利用SLA技术的桌面打印机,3d打印金属报价,其打印精度有点逆天,可以打印出类

似毛发的精度。Ember采用了建造平台倒置的构造,盛有液体光敏树脂的容器托盘在机器底部,光源从底部向上射出,打印过程中建造平台逐渐升起,看上去好像把打印物从液体中逐渐拖拽出来一样。



3D打印的喷砂处理是什么作用?

3D打印后的喷砂处理是干啥呢?对尼龙材料加工出来的工件进行喷砂有什么作用?喷砂一般不都是对金属件才有的吗?

喷砂对3D打印产品不论是金属还是尼龙材料都有起到去批锋毛刺,郑州金属3d打印,表面光饰,增加附着力,美化等作用,具体工艺要求针对不同的产品,材质选择不同的喷砂压力,磨料介质种类等

3d打印技术能否打印玉石,比如说我们常见的观音或者佛像?

但那就完全破坏结构了,属于重组型的矿物结构。粘合这些矿物晶体的材质也会被认定为人工优化。那就不是原来的矿物结构了,有些区别。

造型肯定可以

其实现在有机器雕刻的作品,只要稍微再手修一下就很好了

不能,天然翡翠从原石到成品都只能用减法去做,而3D是加法,就算能做出来也不会是天然翡翠了。

把玉石粉加进去,打印出来。当然可以⊙▽⊙

只是不值钱

实际做的的时候有很大的问题。主要是打印出来的东西的精|确度、强度非常差,距离传统方法做出来的性能很远。

如果要直接做到玉石工艺件那种程度,目前看是不可能的。一方面受限于玉石材料,玉石种类繁多,成分复杂,有些种类不是简单熔化、烧结就可以做出来的。另一方面是成形,即使是氧化锆、氧化铝、玻璃这种可以做到玉石类外观的材料,利用3D技术做也很困难。常规件的成形比不上传统工艺,复杂件的例如多层镂空的我认为成形是可以的,但是后期进一步烧结容易变形。

如果只是做观音件类似的东西,传统的粉末冶金+加工可以做到。



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