3D打印文獻(xiàn)綜述

1、3D打印文獻(xiàn)綜述摘要：3D打印是一種快速成形技術(shù),它以數(shù)字模型文件為根底,通過(guò)逐層打印的方 式來(lái)構(gòu)造物體.3D打印技術(shù),涉及信息技術(shù)、材料科學(xué)、精密機(jī)械等多個(gè)方面,該 技術(shù)已逐步投入到工業(yè)應(yīng)用.本文從文獻(xiàn)研究入手,介紹3D打印機(jī)的原理和技術(shù),幾種常見(jiàn)的3D丁印方法以及在各領(lǐng)域的應(yīng)用和出現(xiàn)的產(chǎn)品； 最后討論了目前3D打印 應(yīng)用的前景、優(yōu)勢(shì)和缺乏.關(guān)鍵詞：3D丁印;3D丁印原理;3D打印種類;3D打印應(yīng)用一、3D打印3D丁印(3D printing )是快速成型技術(shù)的一種,也稱為增材制造技術(shù),它是一 種以數(shù)字模型文件為根底,運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過(guò)逐層打印的 方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù),被

2、稱為具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù).快速成型技術(shù)誕 生于20世紀(jì)80年代后期,是基于材料堆積法的一種高新制造技術(shù).3D打印技術(shù)被認(rèn)為是第三次工業(yè)革命的重要生產(chǎn)工具,早在20世紀(jì)90年代中期就已出現(xiàn),但由于 價(jià)格昂貴,技術(shù)不成熟,早期并沒(méi)有得到推廣普及.經(jīng)過(guò)20多年的開(kāi)展,該技術(shù)已更加?jì)故?、精確,且價(jià)格有所降低.二、3D打印原理和過(guò)程3D"的原理和噴墨打印機(jī)類似,打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等打印材料,與電腦連接后,通過(guò)電腦限制采用分層加工,疊加成型的方式來(lái) 造型,會(huì)將設(shè)計(jì)產(chǎn)品 分為假設(shè)干薄層,每次用原材料生成一個(gè)薄層,每一層的打印過(guò)程分為兩步,首先在需 要成型的區(qū)域?yàn)⒁粚犹厥饽z水,膠水液滴本身

3、很小,且不易擴(kuò)散,然后是噴灑一層均 勻的粉末.這樣在一層膠水一層粉末的交替下,實(shí)體模型將會(huì)被 打印成型,打印完 畢后只要掃除松散的粉末即可 刨出模型,而剩余粉末還可循環(huán)利用,加工過(guò)程僅需 確定所需塑料、樹(shù)脂、金屬等物料,材料消耗僅相當(dāng)于傳統(tǒng)制造的十分之一,而誤差 可輕易限制到0.1mR內(nèi).3D丁印是一種直接數(shù)字化制造技術(shù),是利用光固化和紙層 疊等技術(shù)的快速成型裝置.它無(wú)需生產(chǎn)線,亦可制造那些常規(guī)方法無(wú)法生產(chǎn)的奇形 怪狀的零件.3D丁印主要分為四個(gè)步驟：建模、切片、打印和后處理.各步驟簡(jiǎn)要介紹如下: 三維建模通過(guò)Pro/E或其他三維繪圖軟件建立該零部件實(shí)體模型, 保存成相應(yīng)的格式,以 便導(dǎo)入到打

4、印機(jī)中.通常 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 STLC件格 式.2、切片由于描述方式的差異,3D打印機(jī)并不能直接操作3D模型.當(dāng)3州型輸入到電腦 中以后,需要通過(guò)打印機(jī)配備的專業(yè)軟件來(lái)進(jìn)一步處理,即將模型切分成一層層的 薄片,每個(gè)薄片的厚度由噴涂材料的屬性和打印機(jī)的規(guī)格決定.3、打印由打印機(jī)將打印耗材逐層噴涂或熔結(jié)到二維空間中,先噴一層膠水,然后在上 面撒一層粉末,如此反復(fù)；或是通過(guò)高能激光融化合金材料,一層一層地熔結(jié)成模 型.4、后期處理模型打印完成后一般都會(huì)有毛刺或是粗糙的截面.這時(shí)需要對(duì)模型進(jìn)行后期加 工,如固化處理、剝離、修整、上色等等,才能最終完成所需要的模型的制作.三、3

5、D打印材料在3D打印領(lǐng)域,材料是技術(shù)的核心之一,可以使用很多種材料,如陶瓷、鋼化 玻璃、石膏、無(wú)機(jī)粉料、ABS®料、PLA聚乳酸尼龍、玻璃填充聚胺、光固化材料、 銀、鈦、鋼、蠟、干膜和聚碳酸脂等.目前打印出來(lái)的材料以ABS熱塑料和樹(shù)脂為主,材質(zhì)在機(jī)器內(nèi)熔化,通過(guò)不同比例的材料混合,可以產(chǎn)生出將近 120種軟硬不同的新材料.1 .工程塑料：指被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料,是強(qiáng)度、耐沖擊性、 耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的塑料.PCM料,是真正的熱塑性材料,具備工程塑料的所有特性.高強(qiáng)度,耐高溫, 抗沖擊,抗彎曲,可以作為最終零部件使用,應(yīng)用于交通工具及家電行業(yè).PC-ISM料,是

6、一種通過(guò)醫(yī)學(xué)衛(wèi)生認(rèn)證的熱塑性材料,廣泛應(yīng)用于藥品及醫(yī)療器 械行業(yè),可以用于手術(shù)模擬,顱骨修復(fù),牙科等專業(yè)領(lǐng)域.PC-ABS料,是一種應(yīng)用最廣泛的熱塑性工程塑料,應(yīng)用于汽車,家電及通信行 業(yè).2 .光敏樹(shù)脂：即是UVW月旨,由聚合物單體與預(yù)聚體組成,其中加有光紫外光 引發(fā)劑或稱為光敏劑.在一定波長(zhǎng)的紫外光250-3001內(nèi)米照射下馬上引起聚 合反響完成固化.一般為液態(tài),一般用于制作高強(qiáng)度、耐高溫、防水等的材料.Somos 1912豺料為粉紅色材質(zhì),鑄造專用材料.成型后直接代替精密鑄造的蠟?zāi)?原型,防止開(kāi)模具的風(fēng)險(xiǎn),能縮短周期.擁有低留灰燼和高精度等特點(diǎn).Somos 1112材料為半透明材質(zhì),類ABSM料.拋光后能做到近似透明的藝術(shù)效 果.此種材料廣泛用于醫(yī)學(xué)研究、工藝品制作和工業(yè)設(shè)計(jì)等行業(yè).Somos Nex材料為白色材質(zhì),類PO材料,材料韌性較好,精度和外表質(zhì)量更佳, 制作的部件擁有最先進(jìn)的剛性和韌性結(jié)合.另外3D