7大類主流的3D打印技術(shù),一文全部看懂2024-05-14
有許多人認(rèn)為3D打印就是從熱噴嘴中擠出材料并堆疊成形狀,但其實(shí)3D打印遠(yuǎn)不止于此!今天南極熊將介紹七大類3D打印工藝,即使是3D打印小白也能清晰地區(qū)分不同的3D打印工藝。事實(shí)上,3D 打印也稱為增材制造,是一個(gè)總稱,涵蓋了幾種截然不同的 3D 打印工藝。這些技術(shù)是天壤之別,但關(guān)鍵過程是相同的。例如,所有 3D 打印都從數(shù)字模型開始,因?yàn)樵摷夹g(shù)本質(zhì)上是數(shù)字化的。零件或產(chǎn)品使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD) 軟件設(shè)計(jì)或從數(shù)字零件庫(kù)獲取的電子文件。然后設(shè)計(jì)文件通過特殊的構(gòu)建準(zhǔn)備軟件將其分解成切片或?qū)右赃M(jìn)行 3D 打印,生成3D打印機(jī)要遵循的路徑指令。接下來您將了解這些技術(shù)之間的區(qū)別以及每種技術(shù)的典型用途。為什么是 7 種類型?增材制造的類型可以根據(jù)它們生產(chǎn)的產(chǎn)品或使用的材料類型來劃分,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織 (ISO) 將其分為七種一般類型(但這七個(gè)3D打印類別也難以涵蓋越來越多的技術(shù)子類型和混合技術(shù))。:●材料擠出●還原聚合●粉床融合●材料噴射●粘合劑噴射●定向能沉積●片材層壓一、材料擠出△材料擠出3D打印材料擠出顧名思義:材料通過噴嘴擠出。通常情況下,這種材料是一種塑料細(xì)絲,通過一個(gè)加熱的噴嘴進(jìn)行熔化和擠出。打印機(jī)沿著通過軟件得到的工藝路徑將材料放置在構(gòu)建平臺(tái)上。然后燈絲冷卻并凝固形成固體物體。這是最常見的 3D 打印形式。乍一看這聽起來很簡(jiǎn)單,但考慮到擠出的材料,包括塑料、金屬、混凝土、生物凝膠和各種食品,這其實(shí)是一個(gè)非常廣泛的類別。這種類型的 3D 打印機(jī)價(jià)格從100美元到七位數(shù)不等。●材料擠出的子類型:熔融沉積建模 (FDM)、建筑 3D 打印、微型 3D 打印、生物 3D 打印●材料:塑料、金屬、食品、混凝土等●尺寸精度:±0.5%(下限±0.5mm)●常見應(yīng)用:原型、電氣外殼、形狀和配合測(cè)試、夾具和夾具、熔模鑄造模型、房屋等?!駜?yōu)勢(shì):成本最 低的 3D 打印方法,材料范圍廣●缺點(diǎn):通常材料性能較低(強(qiáng)度、耐用性等),通常尺寸精度不高1.熔融沉積成型 (FDM)△FDM 零件可以在各種 3D 打印機(jī)上用金屬或塑料制成FDM 3D 打印機(jī)是一個(gè)價(jià)值數(shù)十億美元的市場(chǎng),擁有數(shù)以千計(jì)的機(jī)器,從基本型號(hào)到制造商的復(fù)雜型號(hào)。FDM機(jī)器被稱為熔絲制造 (FFF),這是完全相同的技術(shù)。與所有 3D 打印技術(shù)一樣,F(xiàn)DM 從數(shù)字模型開始,然后將其轉(zhuǎn)換為3D打印機(jī)可以遵循的路徑。使用 FDM,將線軸上的一根(或一次幾根)燈絲裝入 3D 打印機(jī),然后送入擠出頭中的打印機(jī)噴嘴。打印機(jī)噴嘴或多個(gè)噴嘴被加熱到所需溫度,使燈絲軟化,從而使連續(xù)的層連接起來形成一個(gè)堅(jiān)固的部件。當(dāng)打印機(jī)沿 XY 平面上的指定坐標(biāo)移動(dòng)擠出頭時(shí),它會(huì)繼續(xù)鋪設(shè)第 一層。然后擠出頭上升到下一個(gè)高度(Z 平面),重復(fù)打印橫截面的過程,一層一層地構(gòu)建,直到物體完全成型。根據(jù)對(duì)象的幾何形狀,有時(shí)需要添加支撐結(jié)構(gòu)以在打印時(shí)支撐模型,例如,如果模型具有陡峭的懸垂部分。這些支撐在打印后被移除。一些支撐結(jié)構(gòu)材料可以溶解在水或另一種溶液中?!鱂DM 3D 打印機(jī)為業(yè)余愛好者、小型企業(yè)和制造商提供范圍廣泛的機(jī)器(來源:Creality、Raise3D、Stratasys)2.3D生物打印△3D 生物打印與傳統(tǒng) 3D 打印類似,但原料差異很大3D 生物打印或生物 3D 打印是一種增材制造工藝,其中將有機(jī)或生物材料(例如活細(xì)胞和營(yíng)養(yǎng)素)結(jié)合起來以創(chuàng)建類似組織的天然三維結(jié)構(gòu)。換句話說,生物打印是一種3D打印,可以生產(chǎn)從骨骼組織和血管到活組織的任何東西。它用于各種醫(yī)學(xué)研究和應(yīng)用,包括組織工程、藥物測(cè)試和開發(fā),以及創(chuàng)新的再生醫(yī)學(xué)療法。3D 生物打印的實(shí)際定義仍在不斷發(fā)展。從本質(zhì)上講,3D 生物打印的工作原理與 FDM 3D 打印類似,并且屬于材料擠出系列。(盡管擠出并不是唯 一的生物打印方法)3D 生物打印使用從針排出的材料(生物墨水)來創(chuàng)建打印層。這些被稱為生物墨水的材料主要由活物質(zhì)組成,例如載體材料中的細(xì)胞——如膠原蛋白、明膠、透明質(zhì)酸、蠶絲、海藻酸鹽或納米纖維素,充當(dāng)結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分子支架,提供支持。