3D打印机基本基础介绍.ppt

3D打印机 3D概述 什么是3D打印机？ 可以把3D建模软件创建的三维模型打印成实际物品的机器。 三维模型 打印成品 打印原理 第一步，通过计算机建模软件建模； 第二步，将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即 切片。 第三步，打印机执行切片后的打印指令，逐层打印模型。 主流技术 熔融沉积快速成型（FDM） 将丝状热熔性材料加热融化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料融化后从喷嘴喷出，沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终成品。 FDM的机械结构最简单，设计最容易，制造成本、维护成本和材料成本也最低，因此是桌面级3D打印机中使用得最多的技术，主要以ABS和PLA为材料。 但也由于出料结构简单，难以精确控制出料形态与成型效果，同时温度对于成型效果影响非常大，不够稳定,因此基于FDM的桌面级3D打印机的成品精度通常为0.3mm-0.2mm，少数高端机型能够支持0.1mm层厚。此外，大部分的产品边缘都有分层沉积产生的“台阶效应”，较难达到所见即所得的3D打印效果，所以在对精度要求较高的快速成型领域较少采用FDM。 主流技术 光固化成型（SLA） 光固化技术是最早发展起来的快速成型技术，也是研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的快速成型技术之一。主要使用光敏树脂为材料，通过紫外光或者其他光源照射凝固成型，逐层固化，最终得到完整的产品。 光固化技术优势在于成型速度快、原型精度高，非常适合制作精度要求高，结构复杂的原型。光固化快速成型应该是3D打印技术中精度最高，表面也最光滑的，objet系列最低材料层厚可以达到16微米（0.016毫米）。 不足的是，光敏树脂原料有一定毒性，其次光固化成型的原型在外观方面非常好，但是强度方面尚不能与真正的制成品相比，一般主要用于原型设计验证方面。此外，设备成本、维护成本和材料成本都远远高于FDM，因此，基于光固化技术的3D打印机主要应用在专业领域。 主流技术 三维粉末粘接（3DP） 原料使用粉末材料，如陶瓷粉末、金属粉末、塑料粉末等。先铺一层粉末，然后使用喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域，让材料粉末粘接，形成零件截面，然后不断重复铺粉、喷涂、粘接的过程，层层叠加，获得最终打印出来的零件。 优势在于成型速度快、无需支撑结构，而且能够输出多彩色打印产品，这是其他技术都比较难以实现的。 但是粉末粘接的直接成品强度并不高，只能作为测试原型，成品表面不如SLA光洁，精细度差，所以一般为了产生拥有足够强度的产品，还需要一系列的后续处理工序。此外，由于制造相关材料粉末的技术比较复杂，成本较高，所以3DP技术主要应用在专业领域。 主流技术 选择性激光烧结（SLS） 利用粉末材料在激光照射下烧结的原理，层层堆结成型。首先铺一层粉末材料，将材料预热到接近熔化点，再使用激光在该层截面上扫描，使粉末温度升至熔化点，然后烧结形成粘接，接着不断重复铺粉、烧结的过程，直至完成整个模型成型。 激光烧结技术可以使用非常多的粉末材料，并制成相应材质的成品，激光烧结的成品精度好、强度高，但是最主要的优势还是在于金属成品的制作，可以直接烧结金属零件，最终成品的强度远远优于其他3D打印技术。 但是粉末烧结的表面粗糙，需要后期处理，其次使用大功率激光器，除了本身的设备成本，还需要很多辅助保护工艺，整体技术难度较大，制造和维护成本非常高，普通用户无法承受，所以应用范围主要集中在高端制造领域。 FDM打印机 便携式打印机（FDM） 光固化打印机 激光烧结打印机 挤出头 带特制齿轮42步进电机 热电偶 加热管 0.4mm直径的喷嘴 主要部分