3D打印機(jī)組裝與調(diào)試 課件 第6講3D打印工藝

3D打印工藝授課教師：陳金英3D打印機(jī)組裝與調(diào)試3D打印技術(shù)分類3D打印技術(shù)工藝3D打印技術(shù)指標(biāo)思考題010203043D打印機(jī)組裝與調(diào)試3D打印技術(shù)的分類1FDM熔融沉積快速成型，主要材料ABS和PLA2SLA光固化成型，主要材料光敏樹脂33DP三維粉末粘接，主要材料粉末材料，如陶瓷粉末、金屬粉末、塑料粉末4SLS選擇性激光燒結(jié)，主要材料粉末材料5LOM分成實(shí)體制造，主要材料紙、金屬膜、塑料薄膜6DLP數(shù)字光處理，主要材料液態(tài)樹脂7FFF熔絲制造，主要材料PLA、ABS8EMB電子束熔化成型，主要材料鈦合金3D打印技術(shù)工藝主要包括FDM熔融沉積成型技術(shù)、SLA/DLP技術(shù)、3DP技術(shù)、SLS選區(qū)激光燒結(jié)等。1FDM熔融沉積成型技術(shù)FDM即是FusedDepositionModeling，熔融擠出成型工藝的材料是熱塑性材料。PLAABSPC尼龍……如以絲狀供料3D打印技術(shù)工藝材料經(jīng)過擠出機(jī)，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，同時將熔化的材料擠出，材料迅速固化并與周圍的材料粘結(jié)。每一個層片都是在上一層上堆積而成，上一層對當(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發(fā)生變化。當(dāng)形狀發(fā)生較大的變化時，上層輪廓就不能給當(dāng)前層提供充分的定位和支撐作用，此時需要設(shè)計(jì)輔助結(jié)構(gòu)－“支撐”，對后續(xù)層提供定位和支撐，以保證成形過程的順利實(shí)現(xiàn)。3D打印技術(shù)工藝FDMABS3D打印視頻優(yōu)點(diǎn)成型精度高打印模型硬度好顏色多樣缺點(diǎn)出料結(jié)構(gòu)簡單難精確控制出料形態(tài)和成型效果打印精度差成型物體表面粗糙PLA是聚乳酸的簡稱，新型的生物降解材料，使用玉米或木薯淀粉原料制成。其淀粉原料經(jīng)由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌種發(fā)酵制成高純度的乳酸，再通過化學(xué)合成方法，合成一定分子量的聚乳酸，具有良好的生物可降解性。3D打印技術(shù)工藝常用的材料：ABSPLAPLA使用后能被自然界中微生物在特定條件下完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，對保護(hù)環(huán)境非常有利，是公認(rèn)的環(huán)境友好的材料。

聚乳酸視頻3D打印技術(shù)工藝SLA/DLP技術(shù)SLA是"StereolithographyAppearance"的縮寫，即立體光固化成型法。用特定波長與強(qiáng)度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點(diǎn)到線，由線到面順序凝固，完成一個層面的繪圖作業(yè)，然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度，再固化另一個層面。這樣層層疊加構(gòu)成一個三維實(shí)體。SLA是最早快速成形技術(shù)，采用液態(tài)光敏樹脂原料。2SLA/DLP技術(shù)3D打印技術(shù)工藝

SLA打印視頻光固化3D打印短視頻3D打印技術(shù)工藝SLA/DLP技術(shù)的工藝過程激光光束通過數(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)光敏樹脂表面，使表面特定區(qū)域內(nèi)的一層樹脂固化。當(dāng)一層加工完畢后，生成零件的一個截面。然后，升降臺下降一定距離，固化層上覆蓋另一層液態(tài)樹脂，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，一層層疊加而成三維工件原型。最后，將原型從樹脂中取出后，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。3D打印技術(shù)工藝33DP技術(shù)采用3DP技術(shù)的3D打印機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)噴墨打印技術(shù)，通過將液態(tài)連結(jié)體鋪放在粉末薄層上，以打印橫截面數(shù)據(jù)的方式逐層創(chuàng)建各部件，創(chuàng)建三維實(shí)體模型。3DP采用這種技術(shù)打印成型的樣品模型與實(shí)際產(chǎn)品具有同樣的色彩，還可以將彩色分析結(jié)果直接描繪在模型上，模型樣品所傳遞的信息較大。3D打印技術(shù)工藝美國麻省理工大學(xué)的EmanualSachs教授申請了三維印刷技術(shù)（3DP）1989年這是一種以陶瓷、金屬等粉末為材料，通過粘合劑將每一層粉末粘合到一起，通過層層疊加而成型。粉末粘合成型工藝是實(shí)現(xiàn)全彩打印最好的工藝，使用石膏粉末、陶瓷粉末、塑料粉末等作為材料，是目前最為成熟的彩色3D打印技術(shù)。1993年金屬粉末3D打印3D打印技術(shù)的工藝3D打印技術(shù)工藝4SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)SLS技術(shù)采用粉末為材料，與3DP技術(shù)相似，不同的是，這種粉末在激光照射的高溫條件下融化。噴粉裝置先鋪一層粉末材料，將材料預(yù)熱到接近熔化點(diǎn)，在采用激光照射，將需要成型模型的截面形狀掃描，使粉末融化，被燒結(jié)部分粘合到一起。通過不斷循環(huán)，粉末層層堆積，直到最后成型。3D打印技術(shù)工藝4SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)SLS技術(shù)采用粉末為材料，與3DP技術(shù)相似，不同的是，這種粉末在激光照射的高溫條件下能融化。SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)特點(diǎn)材料適應(yīng)面廣，不僅能制造塑料零件，還能制造陶瓷、金屬、蠟等材料的零件。造型精度高，原型強(qiáng)度高，所以可用樣件進(jìn)行功能試驗(yàn)或裝配模擬。3D打印技術(shù)工藝3D打印技術(shù)工藝美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校美國DTM公司德國EOS公司SLS最初是由美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Carlckard于1989年在其碩士論文中提出的。后美國DTM公司于1992年推出了該工藝的商業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備SinterSation。幾十年來，奧斯汀分校和DTM公司在SLS領(lǐng)域做了大量的研究工作，在設(shè)備研制和工藝、材料開發(fā)上取得了豐碩成果。德國的EOS公司在這一領(lǐng)域也做了很多研究工作，并開發(fā)了相應(yīng)的系列成型設(shè)備。激光燒結(jié)技術(shù)成型原理最為復(fù)雜，成型條件最高，設(shè)備及材料成本最高的3D打印技術(shù)，是目前對3D打印技術(shù)發(fā)展影響最為深遠(yuǎn)的技術(shù)。目前SLS技術(shù)材料可以是尼龍、蠟、陶瓷、金屬等，SLS技術(shù)成型材料的種類多元化。3D打印技術(shù)工藝5LOM技術(shù)激光切割系統(tǒng)按照計(jì)算機(jī)提取的橫截面輪廓線數(shù)據(jù)；將背面涂有熱熔膠的紙用激光切割出工件的內(nèi)外輪廓；切割完一層后，送料機(jī)構(gòu)將新的一層紙疊加上去，利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一起，然后再進(jìn)行切割，這樣一層層地切割、粘合，最終成為三維工件。LOM技術(shù)原理LOM技術(shù)分層實(shí)體制造法（LOM——LaminatedObjectManufacturing），LOM又稱層疊法成形，它以片材為原材料。3D打印技術(shù)工藝LOM常用材料是紙、金屬箔、塑料膜、陶瓷膜等，可快速制造新產(chǎn)品樣件、模型或鑄造用木模外，還可以直接制造構(gòu)件或功能件。其成形材料是涂敷有熱敏膠的纖維紙，制件性能相當(dāng)于高級木材。優(yōu)點(diǎn)工作可靠模型支撐性好成本低效率高缺點(diǎn)前、后處理費(fèi)力不能制造中空結(jié)構(gòu)件指標(biāo)SLALOMSLSFDM成型速度較快快較慢較慢原型精度高較高較低較低制造成本較高低較低較低復(fù)雜程度復(fù)雜簡單復(fù)雜中等零件大小中小件中大件中小件中小件常用材料熱固性光敏樹脂等紙、金屬箔、塑料薄膜等石蠟、塑料、金屬、陶瓷等粉末石蠟、尼龍、ABS、低熔點(diǎn)金屬等3D打印技術(shù)指標(biāo)SLA、LOM、SLS、FDM技術(shù)比較3D打印技術(shù)指標(biāo)幾種技術(shù)的特點(diǎn)01SLA材料是液態(tài)光敏樹脂，打印需要支撐，材料單一；02SLS塑料打印是不存在支撐的；03SLS材料豐富，粉末狀，以尼龍為基礎(chǔ)的材料就有十來種，可以通過設(shè)備開發(fā)新材料；04SLS材料的特色是可以打印金屬材料，這是FDM和SLA都不能做到的。思考題3D打印技術(shù)的分類情況，可以結(jié)合最新的發(fā)展介紹？1FDM熔融沉積成型技術(shù)的