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3d打印机原理使用方法耗材介绍及选购指南世纪理线架

发布时间:2019-11-18 03:02:59

近些年来有一个新的词逐渐进入人们的视野,那就是“3d打印机”,其实这个词也挺好理解的,就是打印三维立体物件的机器,听起来像是只存在于科幻片里的东西,但是它其实已经存在很久了,3d打印机这么神奇吗?它能打印出这么多东西,汽车、步枪甚至有设计师准备有那个3d打印机造房子,看起来真是很不思议,没错,这些都是3d打印机可以做到的。可能很多人对于3d打印机还不是太了解,那么接下来贤集网小编就来为大家介绍一下3d打印机的相关知识,包括:3d打印机原理、3d打印机使用方法、3d打印机耗材介绍、3d打印机选购指南、3d打印机的发展前景。想要了解这些知识的小伙伴们就继续往下阅读吧!

3d打印机原理

3d打印机又称三维打印机(3dP),是一种累积制造技术,即快速成形技术的一种机器,它是一种数字模型文件为基础,运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3d打印机的原理是把数据和原料放进3d打印机中,机器会按照程序把产品一层层造出来。3d打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料,堆叠薄层的形式有多种多样,可用于打印的介质种类多样,从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质,令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。

1、有些3d打印机使用“喷墨”的方式。即使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质 喷涂在铸模托盘上,此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离,以供下一层堆叠上来。

2、还有的使用一种叫做“熔积成型”的技术,整个流程是在喷头内熔化塑料,然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。

3、还有一些系统使用一种叫做“激光烧结”的技术,以粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层,熔铸成指定形状,然后由喷出的液态粘合剂进行固化。

4、有的则是利用真空中的电子流熔化粉末微粒,当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时,介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸,最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。

3d打印机使用方法

第一步:创建模型

现在有些高人已经研制出了一种简易创建模型的软件。前不久有人研发出一项技术,孩子们只需要在iPad屏幕上进行绘画,这项技术就可以自动将孩子的画作生成一个3d模型。我们市面上普遍使用的建模软件虽然没有这么神奇,但是也是受到用户喜爱被广泛使用的,比如3ds max等,但这种软件需要专门学习一段时间才能真正掌握。如果想找一个捷径,最好的办法就是从网上下载模型。现在专门的3d模型下载网站很多。

第二步:添加模型

3d打印机一般都会自带切片软件,在主菜单页面,通常会有“添加模型”选项,点击之后,我们创建或下载的模型就自动出现在我们的三维打印空间中了。

第三步,选择分层切片

在主菜单中一般会有“分层切片”这个选项,这个功能主要是帮助我们来分解打印机打印的过程,用户可以在软件中事先预览观察整个打印过程。点击后,你可以看到模型发生了一些变化。

第四步:拖动分层预览滚动条

拖动分层预览滚动条,软件可以根据参数值,展现每一层的图像。我们知道FdM打印技术原理,其实就是通过一层一层的材料堆积来实现整个模型的成型。通过预览,你可以直观地观察到模型是怎样一层一层生成的。

第五步:添加支撑

有些模型的某些部位的重要需要添加一些支撑物。比如麋鹿的角。这时候,我们可以在模型合适的部位添加一个支撑,这样打印的时候,打印机会把这部分支撑体也打印出来,后期我们通过一些方法将支撑体去除即可。有些支撑是水溶性材料制成,后期去除很好处理。切片软件一般是支持手动增加支撑和自动添加支撑的。自动添加支撑,系统会根据您所要打印的模型自动判断在某些部位添加支撑物。

第六步:连接打印机

选择“连接打印机”,将我们的电脑与打印机连接起来。当然有的打印机是支持脱机打印的,比如弘瑞的3d打印机。只需要事先把模型文件发送到Sd卡,再将Sd卡插到打印机的卡槽中,待打印机将文件正确读取后,即可打印。

第七步:开始打印

开始打印前,需要再次检查一遍模型信息,保证模型的各项参数是正确的。点击主菜单选择模型信息即可。其次就是要保证,模型不逾越机型本身的打印范围。比如机器的打印尺寸是300mm*260mm*300mm,那么我们要保证模型在这个尺寸范围内。

3d打印机耗材介绍

1、ABS塑料类

ABS可以说是FdM最常用的打印材料,目前有多种颜色可以选择,是消费级3d打印机用户最喜爱的打印材料,比如打印玩具、创意家居饰件等。ABS材料通常是细丝盘装,通过3d打印喷嘴加热熔解打印。由于喷嘴喷出之后需要立即凝固,喷嘴加热的温度控制在ABS材料热熔点高出1°C到2°C,不同的ABS由于熔点不同,对于不能调节温度的喷嘴,是不能通配的。这也是为什么最好在原厂商购买打印材料的原因。

2、PLA塑料类

PLA塑料熔丝可以说是另外一个非常常用的打印材料,尤其是对于消费级3d打印机来说, PLA可以降解,是一种环保的材料。PLA一般情况下不需要加热床,这一点不像ABS,所以PLA容易使用,而且更加适合低端的3d打印机。PLA有多重颜色可以选择而且还有半透明的红、兰、绿以及全透明的材料。和ABS同样的原因,PLA的通用性也有待提高。

3、亚力克 Acrylic类材料

亚力克(有机玻璃)材料表面光洁度好,可以打印出透明和半透明的产品,目前利用亚力克材质,可以打出牙齿模型用于牙齿矫正的治疗。

4、尼龙铝粉材料(Alumide)

这种材料在尼龙的粉末中参杂了铝粉,利用SLS技术进行打印,其成品就有金属光泽,经常用于装饰品和首饰的创意产品的打印中。

5、陶瓷(Ceramic)

陶瓷粉末采用SLS进行烧结,上釉陶瓷产品可以用来盛食物,很多人用陶瓷来打印个性化的杯子,当然3d打印并不能完成陶瓷的高温烧制,这道手续现在需要在打印完成之后进行高温烧制。

6、树脂(Resin)

树脂是SLA——Stereolithography光固化成型的重要原料,其变化种类很多,有透明的、半固体状的,可以制作中间设计过程模型,由于其成型精度比FdM高,可以作为生物模型或医用模型。

7、玻璃(Glass)

真正的玻璃目前正在试验当中,玻璃粉末采用SLS技术进行打印,玻璃材质的变化种类就像树脂和聚丙乙烯一样多。

8、不锈钢(Stainless Steel)

不锈钢坚硬,而且有很强的牢固度。不锈钢粉末采用SLS技术进行3d烧结,可以选用银色、古铜色以及白色的颜色。不锈钢可以制作模型、现代艺术品以及很多功能性和装饰性的用品。

9、其他金属——银、金和钛金属

这些金属材料都是采用SLS的粉末烧结,金银可以打印饰品,而钛金属是高端3d打印机经常用的材料,用来打印航空飞行器上的构件。

10、彩色打印和其他材质

彩色打印有两种情况,一种是两种或多种颜色的相同或不同的材料从各自的喷嘴中挤出,最常用的是消费级的FdM 双喷嘴的打印机,通过两种或多种材料的组合来形成有限的色彩组合。另外一种是采用喷墨打印机的原理,通过不同的染色剂的组合,和粘黏剂混合注入打印材料粉末中进行凝固,理论上这种技术可以打印出“真彩”的3d物品。打印材料通常选择为树脂、聚丙乙烯或ABS。

3d打印机选购指南

1、机器设备的尺寸

用户在选购3d打印时,第一能想到的是机器能够打印出多大的物体出来,您可以去问工作人员机器能够打印的尺寸,也可以根据X,Y,Z轴可移动的最大范围来分辨出机器能够打印的尺寸

2、机器设备能够打印的材料

3d打印材料有各种各样的,并不是所有材料都能适用于一种机器哦,所以,小编在这里提醒您,在购买3d打印机之前,一定要先了解3d打印材料的特点,问他 们的工作人员他们的3d打印机能够适用于什么样的材料,然后去选择一款3d打印耗材广泛使用的3d打印机,这样才不会出现出了钱买了3d打印材料却使用不 了的情况哦。

3、机器打印的移动速度,打印层厚,以及定位精度

速度,精度,层厚这三个参数是彼此相关的,有时候我们不得不在效率在质量之间做平衡,3d打印的精度越细,层厚就越小,但是打印速度就越慢了,打印速度变 快时,打印的层厚越大时,模型就变粗糙了,在打印模型时,可以根据您想要的模型效果来在这几个参数之间做平衡。

4、机器的软件要求

通常打印机的运行环境一般是Windows,Mac OX ,Linux,不同公司研发的3d打印机会有不同的操作软件,保存的模型文件一般为.stl或者Gcode格式,可以根据您会使用的3d设计软件来设计模 型,如SolidWorks. PRO-E, Auto CAd, 3dsMax, Maya等。

5、喷嘴的直径

一般3d打印机的喷嘴直径为0.4mm和0.8mm,喷嘴的直径越大,打印一层吐出的耗材就越粗,打印的层次越少,喷头的移动次数就会变少,打印的时间 也就变快了,如果你在打印模型时,十分急需要这个模型,你可以使用大直径的喷嘴,如果你想让打印的模型表面的纹理更加的精细,则使用小直径的喷嘴,通常机 器的尺寸越大,喷嘴的直径也会越大。

6、材料的线径

通常材料的线径为3.0mm和1.75mm。3.0mm线径的材料大多数用着远端送料的3d打印机上,远端送料优点是喷头较轻,定位准确,但是打印出来的模型拉丝较多。而1.75mm线径的材料用于近端送料的3d打印机,能精准的控制出料,打印出来的模型会更细腻一些。

3d打印机的发展前景

3d打印机的发展前景广阔,但是影响我国3d打印进一步产业化推广的问题主要可以总结为以下几点:

第一,我国尚没对3d打印行业建立统一的共性标准。由于使用3d打印技术制造产品的特点为小批量,个性化,这就凸显行业共性标准的决定性意义。而国内目前整个行业尚处于一个整合度较低,比较无序的阶段。这大大制约了3d打印在国内的大规模商业化进程;

第二,3d打印原材料供给不足已成为制约其在我国发展的障碍之一。由于增材制造技术的特殊性,耗材在整个制造过程中起到了决定性的作用。而我国3d打印耗材主要依赖于国外进口,尤其是金属材料。过高的材料成本可能成为阻碍发展的原因之一;国内机械制造产业链相对比较成熟,偏低的传统制造成本,会大大降低3d打印技术的性价比。在一定程度上削弱市场对此技术的重视程度。

以上是贤集网小编为大家介绍的3d打印机原理、3d打印机使用方法、3d打印机耗材介绍、3d打印机选购指南、3d打印机的发展前景。随着3d打印材料的多样化发展以及打印技术的革新,3d打印技术应用的也越来越广泛,如今3d打印机已经用于珠宝,鞋类,工业设计,建筑,工程和施工(AEC),汽车,航空航天,牙科和医疗产业,教育,地理信息系统,土木工程,和许多其他领域。常常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型或者用于一些产品的直接制造,意味着这项技术正在普及。通过3d打印机也可以打印出食物,是3d打印机未来的发展方向。相信不久的将来,3d打印机会带给我们无数的惊喜。

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