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3D 打印有哪些类型?

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Gloria

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Oct 18 2024
  • 3D 打印

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作为现代制造业的一项重要创新,3D 模型打印已广泛应用于多个领域,展示了其从原型设计到最终产品制造的独特优势。随着技术的不断进步,3D 打印的类型正变得越来越多样化。本博客将介绍几种主要类型的3D 打印模型详细帮助大家更好地了解这个领域。

什么是 3D 打印?

3D 打印,全称 3D 打印或增材制造技术,是一种通过逐层积累材料来构建 3D 实体的技术。区别于传统的减材制造(如切割)或等材制造(如铸造、锻造),3D 打印直接从数字模型开始,使用计算机控制的精密设备将材料堆叠成所需的形状。形状和大小。此过程不需要模具或工具,大大提高了设计自由度和制造灵活性。

3D 打印有多少种类型?

1.熔融沉积成型 (FDM)

FDM是加热、熔融和形成各种热熔丝状材料(如蜡、ABS和尼龙等)的方法。其工作原理是将低熔点的丝状材料通过加热器的挤出头熔融成液体,然后通过喷嘴挤出,并根据零件各部分的轮廓精确移动,使熔融的热塑性材料沉积并凝固成精确的形状。实际零件的薄层。此过程逐层进行,最终堆叠成实体模型或零件。

优势

  1. 无毒,但一些细丝如 ABS 会产生有毒烟雾。通常是环保的工艺。
  2. 多种彩色打印材料,价格不贵,利用率高。
  3. 设备成本低或中等。
  4. 低或中等后处理成本(支撑去除和表面处理)。
  5. 最适合中型元素。
  6. 组件的孔隙率几乎为零。
  7. 材料的高结构稳定性、耐化学性、耐水性和耐温性。
  8. 与其他台式机技术相比,构建体积相当大:600 x 600 x 500 毫米。

  1. 有限的设计选项。不能在垂直平面上产生薄壁、锐角、锋利的边缘。
  2. 打印模型在垂直构建方向上最弱,因为加法层方法导致材料属性的各向异性。
  3. 需要支持。
  4. 不是很准确,公差在 0.10 到 0.25 毫米之间。
  5. 拉伸强度大约是注塑成型相同材料的三分之二。
  6. 难以控制成型室温度,这对于获得最佳结果至关重要。
  7. 垂直构建平面中的“阶梯”问题。

2.立体光固化成型 (SLA)

立体光固化成型 (SLA) 使用一种称为光聚合的技术,一种3D 打印方法生成三维对象。它是最早创建增材制造的方法之一,至今仍在使用。SLA 通常用于需要高分辨率原型、详细模型、珠宝、牙科应用以及其他精度和精细细节至关重要的行业。

优势

  • 成熟:是国内最早实用、成熟度高的快速成型技术。
  • 处理速度:原型直接由 CAD 数字模型制作,加工速度快,产品生产周期短。
  • 结构复杂:它可以加工结构形状复杂或使用传统方法难以成型的原型和模具。
  • 可视化:使 CAD 数字模型直观,并降低错误修复成本。
  • 验证和验证:提供样品进行实验,可以验证和确认计算机模拟计算的结果。

  • 系统成本:SLA 系统的构建成本高昂,而且其使用和维护成本太高。
  • 工作环境:工作环境要求苛刻,需要控制温度和湿度等条件。
  • 成型件的性能:成型件大多由树脂制成,强度、刚度和耐热性有限,不利于长期储存。
  • 软件操作:预处理软件和驱动软件需要大量的计算,操作复杂,难以上手。

3.选择性激光烧结 (SLS)

SLS 利用对高能激光束的精确控制,对粉末材料进行逐层扫描和烧结,最终实现复杂三维实体的精确构建。SLS 技术的优势在于拓宽了材料选择的范围(如金属、陶瓷、聚合物等),具有较高的成型精度和强大的结构复杂性加工能力。这使得SLS 广泛应用于航空航天、汽车制造等高端制造领域.然而,SLS 设备也面临着成本更高、技术难度更大的挑战。

优势

  1. 材料选择:可以使用多种材料,包括金属粉末、陶瓷粉末等。
  2. 零件强度:该零件强度高,适用于制造高精度和高强度的零件。
  3. 材料利用率:材料利用率高,未烧结的粉末可以重复使用,无浪费。
  4. 无需支撑:无需支撑结构,简化了打印过程。

  1. 松散的结构:原型结构松散、多孔、有内应力,使其在生产中不稳定。
  2. 后处理:生产陶瓷和金属部件的后处理很困难。
  3. 预热和冷却:需要预热和冷却过程,这会增加打印时间。
  4. 环境污染:成型过程可能会产生有毒气体和灰尘,因此需要采取措施保护环境。

4.多喷嘴打印

多喷嘴打印技术使用多个喷嘴印刷材料在 3D 打印过程中同时或交替进行。该技术可以显著提高打印速度和效率,同时实现多种材料的混合打印。多喷嘴打印技术在制造复杂结构、多材料组件和彩色 3D 打印方面具有重要优势。

优势

  • 印刷质量:打印产品质量高,支持高清零件的生产。
  • 多材料打印:支持多种材料打印,包括粘土、橡皮泥、陶瓷、ABS、PLA 等。
  • 支撑结构:独特的蜡基支撑结构,去除方便快捷。

  • 结构复杂:多个喷嘴的复杂结构增加了设备维护的难度。
  • 维护难度:维护难度大,需要专业的技能和工具。
  • 耗材价格:耗材被垄断,价格更高。
  • 打印速度:打印速度相对较慢,打印时间较长。

5.粘结剂喷涂

粘结剂喷射技术是通过喷嘴将粘结剂喷射到粉末材料上,使粉末材料在粘结剂的作用下凝固并形成所需的形状。该技术具有材料利用率高、成本低以及能够打印大型复杂结构等优点。但是,其打印精度和速度可能会受到粘合剂喷射和粉末材料特性的限制。

优势

  1. 材料利用率:材料利用率高,剩余材料可筛选再利用。
  2. 成型效率:成型效率取决于印刷喷嘴的数量。喷嘴数量越多,成型效率越高。
  3. 无需支持:无需设计特殊的支撑。自支撑粉末材料可实现多个零件的重复成型。

  1. 材料选择:虽然理论上这项技术适用于多种类型的材料,但在实践中可用的金属材料是有限的。
  2. 脱脂烧结工艺:脱脂烧结工艺是质量控制的关键点,但也是控制的核心难点。
  3. 零件尺寸:无法形成中型和大型零件,并且零件尺寸受到限制。
  4. 脱脂后性能:脱脂后材料的密度不高,导致性能不佳,尤其是屈服强度低。

科技 速度 成本 使用的材料 复杂性
FDM 公司 相对较慢 降低 热塑性线材 中等
SLA 协议 更快(适用于小型高精度模型) 高等 光敏树脂
SLS 系列 中型(取决于对象大小和复杂性) 高等 金属粉末、塑料粉末
多喷嘴打印 中到慢(取决于打印颜色和材料数量) 中到高 各种颜色的塑料丝或粉末 中到高
粘结剂喷射 中型(取决于对象大小和复杂性) 降低 陶瓷粉末、金属粉末等

3D 打印中的三种建模类型是什么?

三维打印建模是指使用计算机软件创建三维数字3D 打印模型,然后由 3D 打印机使用它来生成物理对象。此过程涉及使用特定的建模工具和技术在虚拟空间中构建对象的几何、结构和表面特征。以下是建模过程中常用的一些建模方法:

实体建模

通过创建几何图形(例如立方体、球体、圆柱体等)进行构建,然后执行布尔运算(例如并集、交集、差集)来生成复杂模型。

  • 如何使用:在 CAD 软件中,用户可以使用实体建模工具创建具有精确定义大小和形状的对象。
  • 行业示例:建筑师可以使用实体建模来创建建筑物的 3D 模型,以进行结构分析和可视化。此外,工程师可以使用实体建模来设计机械零件和装配体,确保它们的大小和形状正确,并可以组合在一起。

曲面建模

通过自由形状的曲线和曲面构建模型,具有更大的灵活性和精度,适用于复杂的有机形状。

  • 如何使用:在 CAD 或专业曲面建模软件中,用户可以使用曲线和曲面工具创建平滑连续的对象曲面。
  • 行业示例:汽车设计师可以使用曲面建模来创建汽车的车身和蒙皮,确保它们具有流线型的外观和舒适的内部空间。艺术家可以使用曲面建模来创建复杂而美丽的艺术品,例如雕塑和珠宝。

网格建模

网格建模是一种通过创建模拟对象的表面形状和细节的多边形网格来构建模型的方法。

  • 如何使用:3D 建模软件,用户可以使用 Mesh 工具创建和编辑多边形网格,以创建详细而复杂的几何图形。
  • 行业示例:在电影和游戏制作中,网格建模用于创建角色、场景和道具的 3D 模型,用于动画和渲染。此外,设计人员可以使用网格建模来创建具有复杂形状和细节的产品模型,例如电子产品外壳和家具。

3D 打印使用哪些材料?

1.塑料材料

  1. PLA(聚乳酸):一种源自可再生植物资源(如玉米淀粉)的可生物降解塑料。它无毒无味,打印时不会产生刺鼻的气味,非常适合家庭使用。PLA 打印件表面光滑,色彩鲜艳,但熔点低,耐高温性差。
  2. ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯):一种常见的工程塑料,具有良好的机械性能和耐化学性。它具有较高的熔点,可以打印具有一定韧性和强度的零件。但是,ABS 在打印过程中可能会产生刺激性气味,因此需要在通风良好的环境中使用。PA(聚酰胺):又称尼龙,是一种广泛用于工业领域的高强度、高韧性材料。由尼龙材料打印的部件具有高强度和韧性,使其适用于制造需要承受高应力和磨损的部件。但是,尼龙材料的价格相对较高,并且在打印过程中还需要高温和湿度控制。
  3. TPU(热塑性聚氨酯):一种特殊的软材料,其印刷品具有一定的弹性。TPU打印效果极佳,成型光滑,无气泡,表面光滑细腻,颜色准确。此外,TPU 是一种环保产品,无毒且无刺激性气味。
  4. PETG(聚对苯二甲酸乙二醇酯):一种结合了 PLA 和 ABS 优点的复合材料。与 ABS 相比,PETG 具有更高的韧性,易于打印,并且不会翘曲、发臭或起泡。PETG打印的成品清晰透明,因此已成为广告信行业最受欢迎的3D打印材料之一。

光敏树脂

一种聚合物材料,当暴露于特定波长的光下时会凝固。它通常用于 SLA(立体光固化成型)或 DLP(数字光处理)3D 打印技术。用光敏树脂打印的零件表面光滑、精度高,适用于制造需要高精度和表面质量的零件。但是,感光树脂的价格相对较高,并且在打印过程中需要严格控制照明条件。

金属材料

如钛合金、不锈钢等。这些材料通常用于 SLM(选择性激光熔化)或 SLS(选择性激光烧结)技术,适用于制造工业零件和复杂的金属部件。由金属材料打印的零件具有金属强度和导电性,但金属 3D 打印设备价格昂贵,打印速度慢,并且需要特殊的后处理工艺来提高零件的精度和表面质量。

陶瓷材料

它具有优良的耐高温性、耐磨性和耐腐蚀性。陶瓷 3D 打印技术通常使用粉末冶金或激光熔化等方法。陶瓷打印件可用于航空航天、医疗设备等领域的高温、高压和腐蚀性环境。但是,陶瓷材料比较脆,在打印过程中需要严格控制温度和压力等参数。

为什么选择隆盛的在线 3D 打印服务?

  • 多材料加工:我们有能力加工多种材料,无论您需要加工什么材料零件,我们都能提供专业的解决方案。
  • 有竞争力的价格:我们提供有竞争力的价格和具有成本效益的解决方案,以确保客户在成本控制方面获得最大的优势。
  • 定制服务:根据客户的设计要求和规格提供定制解决方案,以确保零件满足他们的独特需求。
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常见问题

1.有多少种不同类型的 3D 打印?

有很多3D 打印技术的种类.主要的常见类型包括:SLA(立体光固化成型)、DLP(数字光处理)、FDM(熔融沉积建模)、SLS(选择性激光烧结)、SLM(选择性激光熔化);此外,还有 PolyJet、电子束熔化 (EBM)、激光熔化 (LM) 或电子束自由曲面制造 (EBFFF)、分层物体制造 (LOM)、建筑 3D 打印、生物 3D 打印等多种类型。这些技术以不同的方式逐层构建对象,适用于从塑料到金属,从原型到最终产品的各种需求。

2.3D打印的建模有哪三种类型?

在 3D 打印中,实体建模、曲面建模和网格建模是三种常见的建模方法。每种方法都有其独特的优势和适用范围,可以根据特定的应用要求选择合适的建模方法。同时,随着 3D 打印技术的不断发展和普及,印刷店将越来越广泛地应用于各个领域.

3.印刷方法的 8 种类型是什么?

八种常见的打印方法包括熔融沉积打印、光固化打印、粉末烧结打印、喷墨打印、胶粘剂喷射打印、定向能量沉积、金属丝累积打印和片材层压。需要注意的是,上述打印方法不是绝对的。随着 3D 打印技术,新的打印方法和技术也不断涌现。同时,“8 种打印方式”的说法可能会因分类标准和观点不同而有所不同。

总结

有很多3D 打印的类型技术,每个技术都有其独特的特点和应用领域。随着技术的不断发展和应用广度的扩大, 3D 打印服务将在更多领域发挥重要作用并为人们带来更多的便利和创造力。在选择适合特定需求的 3D 打印技术时,需要考虑材料特性、精度要求、打印速度和成本等因素,以确保最佳应用结果。

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隆盛团队

本文由多位 Longsheng 撰稿人撰写。龙盛是制造业的领先资源,拥有CNC 加工,钣金加工,3D 打印,注塑,金属冲压等。

 

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