回覆列表
-
1 # 511個月的寶寶
-
2 # 許三少14
3DP技術與SLS工藝類似,採用粉末材料成形,如陶瓷粉末,金屬粉末。
所不同的是材料粉末不是透過燒結連線起來的,而是透過噴頭用粘接劑(如矽膠)將零件的截面“印刷”在材料粉末上面。用粘接劑粘接的零件強度較低,還須後處理。
具體工藝過程如下:
1.上一層粘結完畢後,成型缸下降一個距離(等於層厚:0.013~0.1mm),供粉缸上升一高度,推出若干粉末,並被鋪粉輥推到成型缸,鋪平並被壓實。
2.噴頭在計算機控制下,按下一建造截面的成形資料有選擇地噴射粘結劑建造層面。鋪粉輥鋪粉時多餘的粉末被集粉裝置收集。
3.如此週而復始地送粉、鋪粉和噴射粘結劑,最終完成一個三維粉體的粘結。未被噴射粘結劑的地方為乾粉,在成形過程中起支撐作用,且成形結束後,比較容易去除。
3DP工藝是採用粉末材料成形,如陶瓷粉末,金屬粉末。製作時透過噴頭用粘接劑(如矽膠)將零件的截面印刷在材料粉末上面,這樣逐層列印成型。
3DP技術常用耗材
3DP技術目前可以使用的列印耗材有石膏粉末、陶瓷粉末、金屬粉末等。
3DP技術應用範圍
3DP技術不光可以運用於製作概念模型、內部複雜的模型以及製作顏色多樣的模型。
3DP技術的優點
①成型速度快,材料價格低;
② 可製作彩色原型;
③製作過程中無需支撐,多餘粉末去除方便,後處理方便;
3DP技術的缺點
①強度較低,只能做概念型模型,而不能做功能性試驗。
3DP技術製造過程
3DP技術的製造過程分為三個步驟:即模型設計、列印、後處理。
首先,工作人員利用CAD等製作軟體設計出所需要列印的模型,將設計的模型格式轉換為STL格式,然後切片,把資料輸入印表機中,進行列印。
其次,在列印開始時,在成型室工作臺上,均勻的鋪上一層粉末材料,然後噴頭按照原型截面形狀,將粘結材料有選擇性的列印到已鋪好的粉末上,使原型截面有實體區域內的粉末粘結在一起,形成截面輪廓,一層列印完後,工作臺下降到一個截面的高度,然後重複上面的步驟,直至原型列印完成。
最後,在原型列印完畢後,工作人員把原型從工作臺上拿出,並經過高溫燒結、熱等靜壓等工藝,進行後處理。
影響3DP列印原型精度的因素
①由模型透過軟體資料介面轉換成STL格式檔案時產生;
②進行分層處理產生的誤差,最常見的是階梯誤差;
③列印過程中變形以及後期處理時,粘結劑未乾燥、溫度等造成的變形。
如何避免3DP列印原型精度變差
①減少分層帶來的階梯誤差。降低每層的厚度以降低尺寸誤差,提高原型表面質量;
②針對原型,選擇適合的分層角度和方向,以減少變動降低誤差。
③研究無需STL格式轉換的三維CAD軟體;
④研究能按照三維零件曲率和斜率自動調整分層厚度的軟體。
⑤研究新的成型方法、成型材料以及後處理方法。
3DP技術的的行業應用前景分析
3DP快速列印成型技術除了在產品的概念原型和功能原型件的製造外,還在生物醫學工程、製藥工程和微型機電製造等領域有著廣闊的發展前景。
概念原型和功能原型件製造
3DP技術是概念原型從原型設計圖到實物的最直接的成型方式。概念原型一般應用於展示產品的設計理念、形態,對產品造型和結構設計進行評價,從而得到更加精良的產品。這一過程,不僅節約了時間也節約了成本。
生物醫學工程
3DP技術不需要鐳射燒結或加熱,所以可以打印出生命體全部或部分功能具有生物活性的人體器官。首先需利用3DP技術將能參與生命體代謝可降解的組織工程材料製成內部多孔疏鬆的人工骨,並在疏鬆孔中填活性因子,置入人體,即可代替人體骨骼,經過一段時間,組織工程材料被人體降解、吸收、鈣化形成新骨。
製藥工程
服藥主要是透過粉末壓片和溼法造粒製片兩種方法制造,在人服用後,很難達到需要治療的區域,降低了藥效發揮的作用。所以為了更好的發揮藥效,就需要藥物在體內的消化、吸收和代謝規律,以及治療所需要的藥物濃度,合理設計藥物的微觀結構、組織成分和藥物三維控制元件的分佈等。傳統制藥難以達到這個要求,而新興的3DP技術因為其材料多樣性、成型過程中的可控性等特點,可以很容易的實現多種材料的精確成型和微觀結構的精確成型,很滿足製藥的需要。近年,華中科技大學的餘燈廣等人利用3DP技術成功的制
微型機電製造
是指集微型機構、微型感測器、微型執行器以及訊號處理和控制電路、甚至外圍介面通訊電路和電源等於一體的微型器件或系統。目前微型機電的加工方法有光刻、光刻電鑄、精密機械加工、精密放電加工、鐳射微加工等。這些製造方法只能適合平面,很難加工出三維複雜結構。如果非要製造,則成本高工藝複雜。如果把材料支撐可以列印的懸浮液體,就可以用3DP技術製造,如果安裝多個噴頭,就可以製造出具備多種材料和複雜形狀的微型機電。近年,隨著3DP技術的成型精度的提高,其將在微機械、電子元器件、電子封裝、感測器等微型機電製造領域有著廣泛的發展前景。