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3D打印技术的五种分类介绍

更新时间: 2019-11-11 14:36:19  查看次数: 405    
液态树脂光固化技术(Stereo lithography Apparatus,简称SLA技术)

SLA技术也称光造型或立体光刻,是将呈液态的光敏树脂置于紫外线下进行光照固化后,获得所需形状的技术。其利用光的波长和热作用可使液态树脂材料发生聚合反应的原理,对液态树脂进行有选择地固化,就可以在不接触的情况下产生所需的三维实体原型。SLA技术可分为以下几种类型:按曝光方式不同分为点扫描式、线扫描式、面曝光成形方式等,按光源不同可分为紫外激光、远紫外灯、可见光激光等。液态树脂光固化技术具有成形任意复杂形状零件,成形精度高,成形材料利用率高,成形件强度高,原型件的表面质量光滑良好等优点;但也存在制件较易翘曲变形,尺寸精度不易保证,成形时间较长等缺点。液态树脂光固化技术是当前最常用的数字化外科种植导板的制作方法。


薄材叠层制造技术(Laminated Object Manufacturing,简称LOM技术)
其是先使用激光切割底面涂敷有热熔胶的纸、塑料薄膜、金属薄板或陶瓷薄片等片材,利用热压仪器使材料表面达到一定温度,薄层材料之间黏接在一起,随后位于其上方的激光器按照计算机辅助设计模型切片分层所获得的数据,将薄层材料切割出实体零件该层的内外轮廓,激光每加工完一层后,工作台下降到一个给定的高度,然后再将新的一层薄层材料叠加在上面,重复前述过程,如此层叠,逐层堆积形成三维实体零件。其具有材料适应性强,成形速率高,成本低,制件几何尺寸稳定性好,软件工作量小,制件精度高,可达±0.1mm等优点。


激光选区烧结技术(Selective Laser Sintering,简称SLS技术)
SLS技术属于增材制造技术(或称3D打印技术)的一种,它是采用高功率激光器(如二氧化碳激光)作为能量源,选择性的熔化高分子粉末材料(如陶瓷、金属、玻璃或热塑性粉末等)制作三维实体零件,该方法使用粉状材料作为加工物质,并用激光束分层扫描烧结,成形时,在事先设定的预热温度下,首先在工作台面上铺一薄层粉末材料,继而激光束根据计算机截面轮廓的信息,扫描制件实心部分的粉末材料,使粉末的温度升高到达熔点,粉末颗粒交界处发生熔化,粉末之间相互黏接,逐步得到各层轮廓,如此循环,最终得到三维工件。其运用材料非常广泛,可成形任意复杂形状零件且成形材料利用率高,可成形高温功能材料也可成形铸造用蜡模、砂型(芯)。但预热温度场如果不均匀,零件容易产生翘曲变形且材料在高温下接触氧气容易老化,影响材料以及制作零件的性能,原型表面质量的好坏跟粉末颗粒大小密切相关,较粗糙。


丝材熔融挤出成形技术(Fused Deposition Modeling,简称FDM技术)
它是将热塑性材料(如热塑性塑料、可食用材料、非晶系金属等)加热融化后,从喷嘴均匀挤出成细丝状,同时喷嘴由数控系统控制,按照切片软件规划好的连续薄层数据,按一定路径移动进行填充,丝状材料冷却后粘结而形成一层层薄层的截面,最终层层叠加形成三维实体。其使用和维护简单、安全且耗材成本低,材料的范围广泛,热塑性材料基本上均可应用,材料安全,如目前广泛使用的聚乳酸材料,可以自然降解,不会对环境造成污染且材料利用率高;但其与SLA、3DP等工艺相比,精度较低,成形速度相对SLA、3DP较慢;由于其层积成形的特点,它层间的粘合力相对较弱,所以它在与成形方向垂直的方向上结构强度要小一些。


三维喷印(three dimension printing,简称3DP)
亦可称之为立体喷墨打印法或立体印刷打印,其工艺与SLS工艺类似,是采用粉末状材料(如陶瓷粉末、金属粉末等),通过喷嘴用黏结剂(如硅胶)将三维实体的截面“印刷”在粉末材料上面,先在工作台面上铺一层粉末状材料,由喷头按照截面特定形状喷一层黏结剂,使成形制件截面内的粉末材料黏结成一体,然后工作台下降到一个设定的高度,再铺上一层新的粉末材料,并由喷头按照该层面制件截面形状喷一层黏结剂,使该层截面内的粉末材料发生黏接,同时与上一层制件实体黏结为一体,如此反复,直到制件成形完成为止。该种工艺无需扫描系统、激光器以及其他复杂的传动系统,且结构紧凑,体积较小,可用作桌面系统,特别适用于快速制作三维模型、复制复杂工艺品等。喷墨打印技术又称生物打印技术,可以通过同时打印活体细胞和生物材料来构建一个含有不同组织的三维生物支架,甚至活体器官。但该技术成形零件大部分需要进行二次后处理,以增加零件强度,工序较为繁杂,因此,难以成形高性能实体零件。