目前主流的3D打印技术有:
1、 SLS选择性激光烧结(Selected Laser Sintering)
2、 3DP三维打印(3Dimension Printer);
3、 SLA立体光固化成型法(Stereolithography);
4、 FDM熔融沉积造型(Fused Deposition Modeling)
5、 Polyjet聚合物喷射技术
成型原理如下:
1、SLS选择性激光烧结(Selected Laser Sintering):
选择性激光烧结是采用激光有选择性地分层烧结固体粉末,并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、扑粉、烧结以及后期处理等。整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成,工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,有选择性地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉。控制激光束再扫描烧结新层。
2、3DP三维打印(3Dimension Printer):
3DP工艺与SLS工艺类似,采用粉末材料成形,如陶瓷粉末,金属粉末。所不同的是材料粉末不是通过烧结连接起来的,而是通过喷头用粘接剂(如硅胶)将零件的截面“印刷”在材料粉末上面。用粘接剂粘接的零件强度较低,还须后处理。
3、SLA立体光固化成型法(Stereolithography):
SLA技术是用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。SLA是最早实用化的快速成形技术,采用液态光敏树脂原料,工艺原理如图所示。其工艺过程是:
4、FDM熔融沉积造型(Fused Deposition Modeling):
它是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产品。
5、Polyjet聚合物喷射技术:
PolyJet 3D打印与喷墨文件打印类似。但 PolyJet 3D打印机并非在纸张上喷射墨滴,而是将液体光聚合物层喷射到托盘上然后用紫外线将其固化。一次构建一层,直至创建一个 3D模型或原型。
3D打印是“增材制造”(Additive Manufacturing)的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上,使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法,去除多余部分,得到零部件,再以拼装、焊接等方法组合成最终产品。而“增材制造”与之截然不同,无需原胚和模具,就能直接根据计算机图形数据,通过叠加材料的方法生成任何形状的物体,简化产品的制造程序,缩短产品的研制周期,提高效率并降低成本。