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三维印刷法
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  • 更新时间:2019-06-11
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  • 三维印刷法 - 副本近年来,3D打印技术发展十分迅速,3D打印能够按需定制、以相对低廉的成本制造产品,目前3D打印技术已经成为一种工业化力量。 3D打印原先只能用于制造产品原型以及模型,而现在3D打印已经用于制造工业产品。比如飞机将使用3D打印技术制造零部件,这些零部件能够让飞机变得更加轻,更加省油。另一方面,3D打印技术也在别的领域开始应用。例如医疗行业,通过3D打印制造的医疗植入物将提高一些患者的生活质量。这是因为3D打印技术能够根据确切体型匹配定制,目前在钛骨质植入物、义肢以及矫正设备均有应用。通过3D打印机制造的新产品将熔丝材料、纳米材料以及印刷电子器件等融为一体,展现出3D打印的独特优势。
    在工业中,许多工业器械仅仅根据设计图纸进行加工,往往存在或多或少的误差,而如果先做一个实验品,那么加工一个昂贵的仪器又会造成很大的浪费,假如这个时候有一个能够快速成型而且成本又低廉的3D模型就能够很好的解决这个问题。3D打印不仅仅能大幅度减低成本还能大幅度缩短成型时间,提高生产效率。2011年11月欧洲举行了一届模具展,展出了一种新的设备—3D打印机。一家名为3D系统的美国公司用3D打印机当场打印了一个锤子,这个锤子有仿木质手柄和金属锤头。目前3D打印技术主要应用的市场是汽车行业,大众汽车公司就已经开始这个工艺,且发展迅速,能够推出更多的车型。3D打印技术带来的所有变革促成了第三次工业革命。由于采用了新型材料、全新的生产工艺、易操作的机器人,以及在线制造协同服务的普及,制造业小批生产变得更加经济,生产组织更加灵活,劳动投入大幅下降。
    第一次工业革命始于18世纪晚期的英国纺织业机械。在工业革命以前,纺织业工作种类繁多,需要许多工人在数百间纺织工坊里面纯手工完成,后来工作都集中到一间纺织厂里面,工厂就这样诞生了。第二次工业革命始于20世纪早期,那时候亨利福特发明了装配流水线,迎来了大规模生产的时代。前二次工业革命让人们更加富裕,同时使得人口更加向城市集中。第三次工业革命中,3D打印无疑让制造业往数字化方向发展。
    在工业中3D打印有很多方面的应用,如直接用途、直接建模。直接建模就是直接利用3D打印技术直接加工模具,这种方法可以在制造工具的过程中根据不同的结构特征和工艺要求慢慢的减少一些步骤,得到成本和时间上的效益。同时直接的方式和非直接的方式比起来可以减少误差,减少生产步骤中可能潜在的误差,对于外形复杂的图样,3D打印技术的优势更加明显,其准确的程度可以和其他数码制作或者逆向工程部件相媲美。第二就是高性能模具,对于高性能模具来说,缩短他的研制周期,要比缩短它的生产产品周期更为重要。3D打印技术可以改良高性能模具的热属性,这一点在传统的加工中是不能实现的。3D打印技术可以让模具内部通道冷却依旧保形,这些通道允许冷却剂以模模具型腔的状态存在,而在传统的工艺中,模具内部的冷却过程会使其变形。第三,金属铸件模型化,3D打印工业也在金属铸造中开始应用起来,对于小型和中型的金属铸造,许多地方会使用熔模铸造。铸造厂铸造过程中,对去模和熔模的过程会使用蜡或者性质像腊的材料直接打印铸件模型。金属铸模有不同的形状和大小,用3D打印技术做的一些最小的、最精密的金属铸模是在是饰品行业。
    3D实物获取的方法有:受迫成型、去除成型、离散/堆积成型、生长成型。其中受迫成型就是指成型材料受到压力的作用而成型的方式。例如金属材料成型的冷冲压成型、锻压成型、拉伸成型、挤压成型以及铸造成型等等;它们都是依靠模具成型的,所以都属于受迫成型。去除成型是人类从开始制作工具到现代化生产一直沿用的主要方法。通过刀具切削加工、磨削加工以及电火花加工,把一个毛坯上不要的部分切削掉,留下我们想要的部分。也就是传统的加工方式。离散/堆积成型与传统制造不同,它是从零件的CAD实体模型出发,通过软件分层离散和数控成型系统,用层层加工的方法将成型材料堆积而成的方式。他是一种从0到1的加工方式,由于他把复杂的三维制造转化为一系列二维制造,甚至是单维制造,因而可以不用任何夹具和工具的条件下制造形状任意的零部件,极大的提高了生产效率和制造柔性。生长成型是指模仿自然界中生物的生长方式而成型的一种方式,它是一项生物科学与制造科学相结合的产物,将生长和成型融为一体,根据生物的生长信息、细胞分化来复制自身,以形成一个具有特定形状和功能的三维体。
    3D打印技术的主要成型工艺有立体光造型、叠层实体造型、选择性激光烧结、熔融沉积制造、三维打印制造。其中立体光造型是指以光敏树脂为材料,根据模型分层的截面数据,计算机控制紫外光束在光敏树脂表面进行扫描,使其固化生成零件,每次产生零件的一层。每一层固化完毕之后,工作平台移动一个层厚的高度,然后将树脂涂在前一层上,如此反复,每形成新的一层均黏附在前一层上,直到完成零件的制作。叠层实体制造是先将涂有热熔胶的纸通过加热加压黏结在一起,此时位于上方的激光器按照分层CAD模型所获得数据,将一层纸切割所制零件的内外轮廓,然后新的一层叠加在上面,通过热压装置将下面已经切割层粘接在一起,激光束再次进行切割。切割时工作台连续下降。切割掉的纸片仍然留在原处,起支撑和固定作用。纸片厚度一般为0.07mm~0.1mm。选择性激光烧结是SLS法采用CO2激光器作为能源,使用的造型材料多为粉末材料。加工时,首先将粉末加热到稍低于其熔点温度,然后在刮平辊子的作用下将粉末铺平,攃CO2激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择的烧结,一层完成后再进行下一层烧结,全部烧结完后去掉多余的粉末,这样就可以得到一个烧结好的零件。目前成熟的工艺材料为蜡粉及塑料粉。熔融沉积制造是FDM工艺的关键是保持半流动成型材料刚好在凝固点上,通常控制在比凝固温度高1℃左右。FDM喷头受水平分层数据的控制,当它沿着XY方向移动时,半流动熔丝材料从FDM喷头挤压出来,很快凝固,形成精确的层。每一层的厚度范围在0.025~0.762mm,一层叠一层,最后形成整体。三维打印制造(3DP)与SLS工艺类似,它采用粉末材料成形,如陶瓷粉末、金属粉末,不同的是,材料粉末不是通过烧结连接起来的,而是通过喷头喷射粘结剂至粉末表面形成一个固化的层面,如此一层层打印出来并层层叠加,最总形成立体亚博国际彩票提现 。...
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