第一篇：3D打印技術(shù)之SLA(立體光固化成型法)

3D打印技術(shù)之SLA（立體光固化成型法）

SLA（Stereo lithography Appearance），即立體光固化成型法。SLA技術(shù)3d打印機(jī)的原理

用特定波長(zhǎng)與強(qiáng)度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點(diǎn)到線(xiàn)，由線(xiàn)到面順序凝固，完成一個(gè)層面的繪圖作業(yè)，然后升降臺(tái)在垂直方向移動(dòng)一個(gè)層片的高度，再固化另一個(gè)層面。這樣層層疊加構(gòu)成一個(gè)三維實(shí)體。

SLA是最早實(shí)用化的快速成形技術(shù)，采用液態(tài)光敏樹(shù)脂原料，工藝原理如圖所示。其工藝過(guò)程是：

首先，通過(guò)CAD設(shè)計(jì)出三維實(shí)體模型，利用離散程序?qū)⒛Ｐ瓦M(jìn)行切片處理，設(shè)計(jì)掃描路徑，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將精確控制激光掃描器和升降臺(tái)的運(yùn)動(dòng)；

其次，激光光束通過(guò)數(shù)控裝置控制的掃描器，按設(shè)計(jì)的掃描路徑 照射到液態(tài)光敏樹(shù)脂表面，使表面特定區(qū)域內(nèi)的一層樹(shù)脂固化后，當(dāng)一層加工完畢后，就生成零件的一個(gè)截面；

然后，升降臺(tái)下降一定距離，固化層上覆蓋另一層液態(tài)樹(shù)脂，再進(jìn)行第二層掃描，第二固化層牢固地粘結(jié)在前一固化層上，這樣一層層疊加而成三維工件原型，最后，將原型從樹(shù)脂中取出后，進(jìn)行最終固化，再經(jīng)打光、電鍍、噴漆或著色處理即得到要求的產(chǎn)品。

SLA技術(shù)主要用于制造多種模具、模型等；還可以在原料中通過(guò)加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密鑄造中的蠟?zāi)?。SLA技術(shù)成形速度較快，精度較高，但由于樹(shù)脂固化過(guò)程中產(chǎn)生收縮，不可避免地會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力或引起形變。因此開(kāi)發(fā)收縮小、固化快、強(qiáng)度高的光敏材料是其發(fā)展趨勢(shì)。

SLA 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.光固化成型法是最早出現(xiàn)的快速原型制造工藝，成熟度高，經(jīng)過(guò)時(shí)間的檢驗(yàn)。

2.由CAD數(shù)字模型直接制成原型，加工速度快，產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，無(wú)需切削工具與模具。

3.可以加工結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜或使用傳統(tǒng)手段難于成型的原型和模具。4.使CAD數(shù)字模型直觀(guān)化，降低錯(cuò)誤修復(fù)的成本。

5.為實(shí)驗(yàn)提供試樣，可以對(duì)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證與校核。6.可聯(lián)機(jī)操作，可遠(yuǎn)程控制，利于生產(chǎn)的自動(dòng)化。SLA 技術(shù)的缺陷

1.SLA系統(tǒng)造價(jià)高昂，使用和維護(hù)成本過(guò)高。

2.SLA系統(tǒng)是要對(duì)液體進(jìn)行操作的精密設(shè)備，對(duì)工作環(huán)境要求苛刻。3.成型件多為樹(shù)脂類(lèi)，強(qiáng)度，剛度，耐熱性有限，不利于長(zhǎng)時(shí)間保存。4.預(yù)處理軟件與驅(qū)動(dòng)軟件運(yùn)算量大，與加工效果關(guān)聯(lián)性太高。

5.軟件系統(tǒng)操作復(fù)雜，入門(mén)困難；使用的文件格式不為廣大設(shè)計(jì)人員熟悉。

第二篇：3D打印技術(shù)之SLS(選擇性燒結(jié)成型法)

3D打印技術(shù)之SLS（選擇性燒結(jié)成型法）

粉末材料選擇性燒結(jié)（Selected Laser Sintering）

粉末材料選擇性燒結(jié)采用二氧化碳激光器對(duì)粉末材料（塑料粉等與粘結(jié)劑的混合粉）進(jìn)行選擇性燒結(jié)，是一種由離散點(diǎn)一層層堆集成三維實(shí)體的快速成型方法。

粉末材料選擇性燒結(jié)采用二氧化碳激光器對(duì)粉末材料（塑料粉、陶瓷與粘結(jié)劑的混合粉、金屬與粘結(jié)劑的混合粉等）進(jìn)行選擇性燒結(jié)，是一種由離散點(diǎn)一層層對(duì)集成三維實(shí)體的工藝方法。

在開(kāi)始加工之前，先將充有氮?dú)獾墓ぷ魇疑郎?，并保持在粉末的熔點(diǎn)一下。成型時(shí)，送料筒上升，鋪粉滾筒移動(dòng)，先在工作平臺(tái)上鋪一層粉末材料，然后激光束在計(jì)算機(jī)控制下按照截面輪廓對(duì)實(shí)心部分所在的粉末進(jìn)行燒結(jié)，使粉末溶化繼而形成一層固體輪廓。

第一層燒結(jié)完成后，工作臺(tái)下降一截面層的高度，在鋪上一層粉末，進(jìn)行下一層燒結(jié)，如此循環(huán)，形成三維的原型零件。最后經(jīng)過(guò)5-10小時(shí)冷卻，即可從粉末缸中取出零件。未經(jīng)燒結(jié)的粉末能承托正在燒結(jié)的工件，當(dāng)燒結(jié)工序完成后，取出零件。粉末材料選擇性燒結(jié)工藝適合成型中小件，能直接的到塑料、陶瓷或金屬零件，零件的翹曲變形比液態(tài)光敏樹(shù)脂選擇性固化工藝要小。但這種工藝仍需對(duì)整個(gè)截面進(jìn)行掃描和燒結(jié)，加上工作室需要升溫和冷卻，成型時(shí)間較長(zhǎng)。此外，由于受到粉末顆粒大小及激光點(diǎn)的限制，零件的表面一般呈多孔性。

在燒結(jié)陶瓷、金屬與粘結(jié)劑的混合粉并得到原型零件后，須將它置于加熱爐中，燒掉其中的粘結(jié)劑，并在孔隙中滲入填充物，其后處理復(fù)雜。粉末材料選擇性燒結(jié)快速原型工藝適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可視化表現(xiàn)和制作功能測(cè)試零件。由于它可采用各種不同成分的金屬粉末進(jìn)行燒結(jié)、進(jìn)行滲銅等后處理，因而其制成的產(chǎn)品可具有與金屬零件相近的機(jī)械性能，但由于成型表面較粗糙，滲銅等工藝復(fù)雜，所以有待進(jìn)一步提高。

選擇性激光燒結(jié)（SLS）優(yōu)點(diǎn)

?（1）可以采用多種材料。從理論上說(shuō)，任何加熱后能夠形成原子間粘結(jié)的粉末材料都可以作為SLS的成型材料。

?（2）過(guò)程與零件復(fù)雜程度無(wú)關(guān)，制件的強(qiáng)度高。

?（3）材料利用率高，為燒結(jié)的粉末可重復(fù)使用，材料無(wú)浪費(fèi)。?（4）無(wú)須支撐結(jié)構(gòu)。

?（5）與其他成型方法相比，能生產(chǎn)較硬的模具。SLS的缺點(diǎn)

?（1）原型結(jié)構(gòu)疏松、多孔，且有內(nèi)應(yīng)力，制作易變性。?（2）生成陶瓷、金屬制件的后處理較難。?（3）需要預(yù)熱和冷卻。

?（4）成型表面粗糙多孔，并受粉末顆粒大小及激光光斑的限制。?（5）成型過(guò)程產(chǎn)生有毒氣體及粉塵，污染環(huán)境。

第三篇：3D打印技術(shù)之LSF(激光立體成型技術(shù))講解

3D打印技術(shù)之LSF（激光立體成型技術(shù)）編輯：oa161辦公商城 激光立體成形技術(shù)（Laser Solid Forming，LSF）的基本原理是：首先在計(jì)算機(jī)中生成零件的三維CAD模型，然后將該模型按一定的厚度分層,切片.，即將零件的三維數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成一系列的二維輪廓信息，再采用激光熔覆的方法按照輪廓軌跡逐層堆積材料，最終形成三維實(shí)體零件或需進(jìn)行少量加工的毛坯。圖1顯示了典型的LSF過(guò)程。LSF技術(shù)加工示意圖 從LSF技術(shù)的原理來(lái)看，其成形思路與快速原型（Rapid Prototype, RP）技術(shù)完全一致，即采用全新的增材制造原理實(shí)現(xiàn)零件的成形。因此，它具有一些與RP技術(shù)相同的特點(diǎn)，如柔性好（無(wú)需專(zhuān)用工具和夾具）、高度集成、加工速度快等。此外，該技術(shù)還具有RP技術(shù)所不具備的一些優(yōu)點(diǎn)： 1顯著提高材料的力學(xué)和耐腐蝕性能。利用激光束與材料相互作用時(shí)的快速熔化和凝固過(guò)程，可以獲得細(xì)小、均勻、致密的組織，消除成分偏析的不利影響，從而提高材料的力學(xué)和耐腐蝕性能。表1是幾種材料的LSF件力學(xué)性能數(shù)據(jù)，從中可以看出，LSF件的力學(xué)性能已達(dá)到鍛件標(biāo)準(zhǔn)。2制造速度快、節(jié)省材料、降低成本。LSF技術(shù)直接使用金屬材料制作零件或近形件，后續(xù)的機(jī)械加工量很小，極大地節(jié)省了材料，同時(shí)省去了模具制造的周期和費(fèi)用，從而大幅度縮短了零件的加工周期。盡管大功率激光加工本身的成本較高，但在航空航天領(lǐng)域高性能零件的制造中其綜合成本仍然能夠有較大幅度的降低。表2是LSF技術(shù)與傳統(tǒng)鑄造和鍛造技術(shù)的綜合比較，從中可以看出，該技術(shù)應(yīng)用于航空用盤(pán)形零件時(shí)，其在材料利用率、研制周期、總成本等方面均優(yōu)于鑄造和鍛造技術(shù)。3可在零件不同部位形成不同的成分和組織，合理控制零件的性能。從成形原理上講，LSF技術(shù)是逐點(diǎn)堆積材料，因而可以很方便地在零件的不同部位獲得不同的成分，特別是采用自動(dòng)送粉熔覆的方式進(jìn)行成形時(shí)，通過(guò)精確控制送粉器粉末輸送流量，原則上可以在零件的任意部位獲得所需要的成分，從而實(shí)現(xiàn)零件材質(zhì)和性能的最佳搭配。這一點(diǎn)是傳統(tǒng)的鑄造和鍛造等成形技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。4可以很方便地加工一些高熔點(diǎn)、難加工的材料。由于激光束的能量密度很高，同時(shí)激光束與材料之間屬于非接觸加工，采用LSF技術(shù)成形制備那些熔點(diǎn)高、加工性能差的材料，如鎢、鈦、鈮、鉬和高溫合金等，其難度與普通材料相同，因此該技術(shù)相比傳統(tǒng)制備成形技術(shù)在這方面具有非常突出的優(yōu)越性。

第四篇：3D打印快速成型技術(shù)

特種加工論文

題目3D打印快速成型技術(shù)

姓名 專(zhuān)業(yè) 班級(jí) 學(xué)號(hào)

3D打印快速成型技術(shù)

摘要：

本文主要介紹了特種加工中3D打印快速成型技術(shù)，首先介紹它的加工原理，然后分析它的特點(diǎn)、加工方式，然后說(shuō)明其在實(shí)際生產(chǎn)中的主要應(yīng)用以及發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：特種加工技術(shù)，3D打印快速成型，特點(diǎn)，應(yīng)用。

Abstract：

This article mainly introduced the special processing of 3 d printing rapid prototyping technology, introduces its processing principle, and analyzes its characteristics, processing methods, and then explain the main application in practical production and the development direction.Key words：Special processing technology, 3 d printing rapid prototyping, characteristics, application.一、引言

3D打印（3D PRINTING）即3D打印技術(shù)，又3D打印制造是20世紀(jì)80年代才興起的一門(mén)新興的技術(shù)，是21世紀(jì)制造業(yè)最具影響的技術(shù)之一。隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，信息高速公路加快了科技傳播的速度，產(chǎn)品的生命周期越來(lái)越短，企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)不再只是質(zhì)量和成本上的競(jìng)爭(zhēng)，而更重要的是產(chǎn)品上市時(shí)間的競(jìng)爭(zhēng)。因此，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真和3D打印增加產(chǎn)品的信息量，以便更快的完成設(shè)計(jì)及其制造過(guò)程，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的時(shí)間周期盡量縮短，防止投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題造成不可挽回的損失。

3D打印技術(shù)是由CAD模型直接驅(qū)動(dòng)的快速制造復(fù)雜形狀的三維實(shí)體的技術(shù)總稱(chēng)。簡(jiǎn)單的講，3D打印制造技術(shù)就是快速制造新產(chǎn)品首版樣件的技術(shù)，它可以在沒(méi)有任何刀具、模具及工裝夾具的情況下，快速直接的實(shí)現(xiàn)零件的單件生產(chǎn)。該技術(shù)突破了制造業(yè)的傳統(tǒng)模式，特別適合于新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、單件或少批量產(chǎn)品試制等。它是機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)CAD、電子技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、材料科學(xué)等多學(xué)科相互滲透與交叉的產(chǎn)物。它可快速，準(zhǔn)確地將設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑突蛄慵?，以便進(jìn)行快速評(píng)估，修改及功能測(cè)試，從而大大縮短產(chǎn)品的研制周期，減少開(kāi)發(fā)費(fèi)用，加快新產(chǎn)品推向市場(chǎng)的進(jìn)程。

自從美國(guó)3D公司在1987年推出世界上第一臺(tái)商用快速原形制造設(shè)備以來(lái)，快速原形技術(shù)快速發(fā)展。投入的研究經(jīng)費(fèi)大幅增加，技術(shù)成果豐碩。原形化系統(tǒng)產(chǎn)品的銷(xiāo)量高速增長(zhǎng)。在這方面美國(guó)，日本一直處于領(lǐng)先地位，我國(guó)在這方面起步較晚，但是奮起直追，開(kāi)展研究并取得一定成果，國(guó)內(nèi)也有些成熟的產(chǎn)品問(wèn)世，他們正在各種生產(chǎn)領(lǐng)域上發(fā)揮著作用。

二、打印系統(tǒng)的工作原理

3D打印技術(shù)是一種逐層制造技術(shù)，它采用離散/堆積成型原理，其過(guò)程是：先得到所需零件的計(jì)算機(jī)三維曲面或?qū)嶓w模型；然后根據(jù)工藝要求，將其按一定厚度進(jìn)行分層，將原來(lái)的三維模型變成二維平面信息，即離散過(guò)程；再將分層后的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理，加入加工參數(shù)，產(chǎn)生數(shù)控代碼；在微機(jī)控制下，數(shù)控系統(tǒng)以平面加工方式，有序地連續(xù)加工出每個(gè)薄層，并使它們自動(dòng)粘接而成型，從而制造出所需產(chǎn)品的實(shí)物樣件或成品，這就是材料的堆積過(guò)程。已知自由曲面CAD模型，如果使用傳統(tǒng)的方法和數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，那么復(fù)雜的自由曲面，成本高，效率低。近年來(lái)，3D打印即廣泛的被運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)中。各種3D打印技術(shù)的過(guò)程都包括CAD模型建立、生成STL文件格式、3D打印制作、模型分層切片和后置處理五個(gè)步驟。

三、打印過(guò)程

（1）三維設(shè)計(jì)

三維打印的設(shè)計(jì)過(guò)程是：先通過(guò)計(jì)算機(jī)建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。

設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式。一個(gè)STL文件使用三角面來(lái)近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過(guò)掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。（2）切片處理

打印機(jī)通過(guò)讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來(lái)，再將各層截面以各種方式粘合起來(lái)從而制造出一個(gè)實(shí)體。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。

打印機(jī)打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米來(lái)計(jì)算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機(jī)如ObjetConnex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機(jī)相近的分辨率。打印出來(lái)的“墨水滴”的直徑通常為50到100個(gè)微米。用傳統(tǒng)方法制造出一個(gè)模型通常需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天，根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度而定。而用三維打印的技術(shù)則可以將時(shí)間縮短為數(shù)個(gè)小時(shí)，當(dāng)然其是由打印機(jī)的性能以及模型的尺寸和復(fù)雜程度而定的。

傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品，而三維打印技術(shù)則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對(duì)較少的產(chǎn)品。一個(gè)桌面尺寸的三維打印機(jī)就可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)者或概念開(kāi)發(fā)小組制造模型的需要。（3）完成打印

三維打印機(jī)的分辨率對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會(huì)比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過(guò)如下方法：先用當(dāng)前的三維打印機(jī)打出稍大一點(diǎn)的物體，再稍微經(jīng)過(guò)表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。有些技術(shù)可以同時(shí)使用多種材料進(jìn)行打印。有些技術(shù)在打印的過(guò)程中還會(huì)用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時(shí)就需要用到一些易于除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。

四、打印造型法主要種類(lèi)

（1）利用激光固化樹(shù)脂材料的光造型法（Stereolithography）。在樹(shù)脂槽中盛滿(mǎn)液態(tài)光敏樹(shù)脂，它在紫外激光束的照射下會(huì)快速固化。成型過(guò)程開(kāi)始時(shí)，可升降的工作臺(tái)處于液面下一個(gè)截面層厚的高度，聚焦后的激光束，在計(jì)算機(jī)的控制下，按照截面輪廓的要求，沿液面進(jìn)行掃描，使被掃描區(qū)域的樹(shù)脂固化，從而得到該截面輪廓的樹(shù)脂薄片。然后，工作臺(tái)下降一層薄片的高度，以固化的樹(shù)脂薄片就被一層新的液態(tài)樹(shù)脂所覆蓋，以便進(jìn)行第二層激光掃描固化，新固化的一層牢粘結(jié)在前一層上，如此重復(fù)不已，直到整個(gè)產(chǎn)品成型完畢。最后升降臺(tái)升出液體樹(shù)脂表面，取出工件，進(jìn)行清洗、去處支撐、二次固化以及表面光潔處理等。激光立體造型制造精度目前可達(dá)±0.1ｍｍ,主要用作為產(chǎn)品提供樣品和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。光敏?shù)脂選擇性固化快速成型技術(shù)適合于制作中小形工件，能直接得到樹(shù)脂或類(lèi)似工程塑料的產(chǎn)品。主要用于概念模型的原型制作，或用來(lái)做簡(jiǎn)單裝配檢驗(yàn)和工藝規(guī)劃。

（2）粉末材料選擇性燒結(jié)（Selected Laser Sintering）是一種快速原型工藝，簡(jiǎn)稱(chēng)SLS。

粉末材料選擇性燒結(jié)采用二氧化碳激光器對(duì)粉末材料（塑料粉等與粘結(jié)劑的混合粉）進(jìn)行選擇性燒結(jié)，是一種由離散點(diǎn)一層層堆集成三維實(shí)體的快速成型方法。粉末材料選擇性燒結(jié)采用二氧化碳激光器對(duì)粉末材料（塑料粉、陶瓷與粘結(jié)劑的混合粉、金屬與粘結(jié)劑的混合粉等）進(jìn)行選擇性燒結(jié)，是一種由離散點(diǎn)一層層對(duì)集成三維實(shí)體的工藝方法。

在開(kāi)始加工之前，先將充有氮?dú)獾墓ぷ魇疑郎兀⒈３衷诜勰┑娜埸c(diǎn)一下。成型時(shí)，送料筒上升，鋪粉滾筒移動(dòng)，先在工作平臺(tái)上鋪一層粉末材料，然后激光束在計(jì)算機(jī)控制下按照截面輪廓對(duì)實(shí)心部分所在的粉末進(jìn)行燒結(jié)，使粉末溶化繼而形成一層固體輪廓。第一層燒結(jié)完成后，工作臺(tái)下降一截面層的高度，在鋪上一層粉末，進(jìn)行下一層燒結(jié)，如此循環(huán)，形成三維的原型零件。最后經(jīng)過(guò)5-10小時(shí)冷卻，即可從粉末缸中取出零件。未經(jīng)燒結(jié)的粉末能承托正在燒結(jié)的工件，當(dāng)燒結(jié)工序完成后，取出零件。粉末材料選擇性燒結(jié)工藝適合成型中小件，能直接的到塑料、陶瓷或金屬零件，零件的翹曲變形比液態(tài)光敏樹(shù)脂選擇性固化工藝要小。但這種工藝仍需對(duì)整個(gè)截面進(jìn)行掃描和燒結(jié)，加上工作室需要升溫和冷卻，成型時(shí)間較長(zhǎng)。此外，由于受到粉末顆粒大小及激光點(diǎn)的限制，零件的表面一般呈多孔性。在燒結(jié)陶瓷、金屬與粘結(jié)劑的混合粉并得到原型零件后，須將它置于加熱爐中，燒掉其中的粘結(jié)劑，并在孔隙中滲入填充物，其后處理復(fù)雜。粉末材料選擇性燒結(jié)快速原型工藝適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可視化表現(xiàn)和制作功能測(cè)試零件。由于它可采用各種不同成分的金屬粉末進(jìn)行燒結(jié)、進(jìn)行滲銅等后處理，因而其制成的產(chǎn)品可具有與金屬零件相近的機(jī)械性能，但由于成型表面較粗糙，滲銅等工藝復(fù)雜，所以有待進(jìn)一步提高。

（3）熔融造型法熔融造型法（FDM）。工作時(shí)直接由計(jì)算機(jī)控制。噴頭擠出熱塑材料并按照層面幾何信息逐層由下而上制作出實(shí)體模型。ＦＤＭ技術(shù)的最大特點(diǎn)是速度快(一般模型僅需幾小時(shí)即可成型)、無(wú)污染,在原型開(kāi)發(fā)和精鑄蠟?zāi)５确矫娴玫綇V泛應(yīng)用。FDM生產(chǎn)可選成型材料種類(lèi)較多，原材料費(fèi)用低，因而的到廣泛的應(yīng)用。但是FDM也有其固有的缺點(diǎn)。精度低，熱融制造中很難控制精度，難以制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的構(gòu)件，且材料的制造是處于熔點(diǎn)附近，因而構(gòu)件的強(qiáng)度小，也不適合制造大型的制件，這些特點(diǎn)都限制了FDM的應(yīng)用范圍。

（4）熱可塑造型法（SLS）。該方法是用2CO激光熔融燒結(jié)樹(shù)脂粉末的方式制作樣件。工作時(shí),由2CO激光器發(fā)出的光束在計(jì)算機(jī)控制下,根據(jù)幾何形體各層橫截面的幾何信息對(duì)材料粉末進(jìn)行掃描,激光掃描處粉末熔化并凝固在一起。然后,鋪上一層新粉末,再用激光掃描燒結(jié),如此反復(fù),直至制成所需樣件。

五、3D打印制造特點(diǎn)

3D打印技術(shù)突破了“毛坯→切削→加工品”傳統(tǒng)的零件加工模式,開(kāi)創(chuàng)了不用刀具制作零件的先河,是一種利用的薄層疊加的加工方法。與傳統(tǒng)的切削加工方法相比,3D打印加工至少具有以下特點(diǎn):

(1)可迅速制造出具有自由曲面和更為復(fù)雜形態(tài)的零件,如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等，這些利用傳統(tǒng)工藝很難加工的,從而大大降低了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本和開(kāi)發(fā)周期。在時(shí)間尤其重要的今天，它可以為企業(yè)節(jié)省大量的研發(fā)時(shí)間。

(2)它屬于非接觸加工,不需要切削加工所必需的刀具和夾具,無(wú)刀具磨損和切削力影響。只需要一套特定的設(shè)備，工序簡(jiǎn)單，沒(méi)有傳統(tǒng)加工的煩瑣的工序。傳統(tǒng)的加工中每一個(gè)工序都需要機(jī)床等復(fù)雜加工設(shè)備，且加工過(guò)程復(fù)雜，對(duì)操作人員的技術(shù)要求很高。

(3)無(wú)振動(dòng)、噪聲和切削廢料?？梢詾槠髽I(yè)節(jié)省寶貴的試制原料，簡(jiǎn)化生產(chǎn)。傳統(tǒng)的制造中由于多是機(jī)械制造，噪音較大。且加工時(shí)邊角料多。造成資源的浪費(fèi)。

(4)可實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化生產(chǎn)。操作可以由電腦控制，無(wú)需人的過(guò)多干預(yù)。真正實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。

(5)加工效率高,能快速制作出產(chǎn)品實(shí)體模。精度高，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好。(6)3D打印技術(shù)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的關(guān)鍵作用和重要意義是很明顯的，它不受復(fù)雜形狀的限制，可迅速地將示于計(jì)算機(jī)屏幕上的設(shè)計(jì)變?yōu)檫M(jìn)一步評(píng)估的實(shí)物。根據(jù)原型，可對(duì)設(shè)計(jì)的正確性、造型的合理性、可裝配性和干涉性，進(jìn)行具體的檢驗(yàn)。通過(guò)原型的檢驗(yàn)可使開(kāi)發(fā)產(chǎn)品中的風(fēng)險(xiǎn)減到最底的限度。

六、主要限制因素

（1）材料限制：雖然高端工業(yè)印刷可以實(shí)現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機(jī)也還沒(méi)有達(dá)到成熟的水平，無(wú)法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。雖然研究者們?cè)诙嗖牧洗蛴∩弦呀?jīng)取得了一定的進(jìn)展，但除非這些進(jìn)展達(dá)到成熟并有效，否則材料依然會(huì)是3D打印的一大障礙。

（2）機(jī)器限制：3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機(jī)能上已經(jīng)獲得了一定的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來(lái)，但是那些運(yùn)動(dòng)的物體和它們的清晰度就難以實(shí)現(xiàn)了。這個(gè)困難對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)也許是可以解決的，但是3D打印技術(shù)想要進(jìn)入普通家庭，每個(gè)人都能隨意打印想要的東西，那么機(jī)器的限制就必須得到解決才行。

七、3D打印技術(shù)成型主要應(yīng)用

應(yīng)用領(lǐng)域：

3D打印機(jī)的應(yīng)用對(duì)象可以是任何行業(yè)，只要這些行業(yè)需要模型和原型。以色列的Stratasys公司認(rèn)為，3D打印機(jī)需求量較大的行業(yè)包括政府、航天和國(guó)防、醫(yī)療設(shè)備、高科技、教育業(yè)以及制造業(yè)。

八、結(jié)束語(yǔ)

最近兩年，3D打印技術(shù)概念引起了國(guó)內(nèi)外政府、軍方、企業(yè)的高度重視，但其實(shí)3D打印技術(shù)已經(jīng)發(fā)展有30余年。美國(guó)著名智庫(kù)高德納（Gartner）公司2012《高德納新興IT技術(shù)顯示度周期特別報(bào)告》認(rèn)為，3D打印技術(shù)正處于高循環(huán)曲線(xiàn)顯示度頂點(diǎn)。預(yù)計(jì)該技術(shù)在未來(lái)2～5年內(nèi)到達(dá)生產(chǎn)力成熟期。然而，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，3D打印技術(shù)卻很難取代傳統(tǒng)制造工藝，在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在對(duì)受損部件的修復(fù)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件的生產(chǎn)以及小批量部件生產(chǎn)等方面，與傳統(tǒng)制造工藝形成了較好的互補(bǔ)關(guān)系。例如，美國(guó)計(jì)劃使用3D打印技術(shù)在太空空間站上。

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第五篇：3D打印技術(shù)之FDM(熔融擠出成型)[范文模版]

3D打印技術(shù)之FDM（熔融擠出成型）

熔融擠出成型(FDM)工藝的材料一般是熱塑性材料，如蠟、ABS、PC、尼龍等，以絲狀供料。材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔化的材料擠出，材料迅速固化，并與周?chē)牟牧险辰Y(jié)。每一個(gè)層片都是在上一層上堆積而成，上一層對(duì)當(dāng)前層起到定位和支撐的作用。隨著高度的增加，層片輪廓的面積和形狀都會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)形狀發(fā)生較大的變化時(shí)，上層輪廓就不能給當(dāng)前層提供充分的定位和支撐作用，這就需要設(shè)計(jì)一些輔助結(jié)構(gòu)－“支撐”，對(duì)后續(xù)層提供定位和支撐，以保證成形過(guò)程的順利實(shí)現(xiàn)。

這種工藝不用激光，使用、維護(hù)簡(jiǎn)單，成本較低。用蠟成形的零件原型，可以直接用于失蠟鑄造。用ABS制造的原型因具有較高強(qiáng)度而在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、測(cè)試與評(píng)估等方面得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)又開(kāi)發(fā)出PC，PC/ABS，PPSF等更高強(qiáng)度的成形材料，使得該工藝有可能直接制造功能性零件。由于這種工藝具有一些顯著優(yōu)點(diǎn)，該工藝發(fā)展極為迅速，目前FDM系統(tǒng)在全球已安裝快速成形系統(tǒng)中的份額大約為30％。

適于三維打印機(jī)的特點(diǎn)

不使用激光，維護(hù)簡(jiǎn)單，成本低：價(jià)格是成型工藝是否適于三維打印的一個(gè)重要因素。多用于概念設(shè)計(jì)的三維打印機(jī)對(duì)原型精度和物理化學(xué)特性要求不高，便宜的價(jià)格是其能否推廣開(kāi)來(lái)的決定性因素。

塑料絲材，清潔，更換容易：與其他使用粉末和液態(tài)材料的工藝相比，絲材更加清潔，易于更換、保存，不會(huì)在設(shè)備中或附近形成粉末或液體污染。后處理簡(jiǎn)單：僅需要幾分鐘到一刻鐘的時(shí)間剝離支撐后，原型即可使用。而現(xiàn)在應(yīng)用較多的SL，SLS，3DP等工藝均存在清理殘余液體和粉末的步驟，并且需要進(jìn)行后固化處理，需要額外的輔助設(shè)備。這些額外的后處理工序一是容易造成粉末或液體污染，二是增加了幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間，不能在成型完成后立刻使用。

成型速度較快：一般來(lái)講，F(xiàn)DM工藝相對(duì)于SL，SLS，3DP工藝來(lái)說(shuō)，速度是比較慢的。但針對(duì)三維打印應(yīng)用，其也有一定的優(yōu)勢(shì)。首先，SL，SLS，3DP都有層間過(guò)程（鋪粉/液，掛平），因而它們一次成型多個(gè)原型是速度很快，例如3DP可以做到一小時(shí)成型25mm左右高度的原型。三維打印機(jī)成型空間小，一次多成型1至2個(gè)原型，相對(duì)來(lái)講，他們的速度優(yōu)點(diǎn)就不甚明顯了。其次三維打印機(jī)對(duì)原型強(qiáng)度要求不高，所以FDM工藝可通過(guò)減小原型密實(shí)程度的方法提高成型速度。通過(guò)試驗(yàn)，具有某些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的模型，最高成型速度已經(jīng)可以達(dá)到60立方厘米/小時(shí)。通過(guò)軟件優(yōu)化及技術(shù)進(jìn)步，預(yù)計(jì)可以達(dá)到200立方厘米/小時(shí)的高速度。

快速塑料零件制造

材料性能一直是FDM工藝的主要優(yōu)點(diǎn)，其ABS原型強(qiáng)度可以達(dá)到注塑零件的三分之一。今年來(lái)又發(fā)展出PC，PC/ABS，PPSF等材料，強(qiáng)度已經(jīng)接近或超過(guò)普通注塑零件，可在某些特定場(chǎng)合（試用，維修，暫時(shí)替換等）下直接使用。雖然直接金屬零件成型（近年來(lái)許多研究機(jī)構(gòu)和公司都在進(jìn)行這方面的研究，是當(dāng)今快速原型領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)）的材料性能更好，但在塑料零件領(lǐng)域，F(xiàn)DM工藝是一種非常適宜的快速制造方式。隨著材料性能和工藝水平的進(jìn)一步提高，我們相信，會(huì)有更多的FDM原型在各種場(chǎng)合直接使用。