沈陽(yáng)稀有金屬研究所
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3D打印技術(shù)是一系列快速原型成型技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng),其基本原理都是疊層制造,由快速原型機(jī)在X-Y平面內(nèi)通過(guò)掃描形式形成工件的截面形狀,而在Z坐標(biāo)間斷地作層面厚度的位移,最終形成三維制件。目前市場(chǎng)上的金屬快速成型分為3DP技術(shù)、FDM熔融層積成型技術(shù)、SLA立體平版印刷技術(shù)、SLS選區(qū)激光燒結(jié)、DLP激光成型技術(shù)和UV紫外線(xiàn)成型技術(shù)等。
3DP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(guò)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,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。
FDM熔融層積成型技術(shù):FDM熔融層積成型技術(shù)是將絲狀的熱熔性材料加熱融化,同時(shí)三維噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下,根據(jù)截面輪廓信息,將材料選擇性地涂敷在工作臺(tái)上,快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后,機(jī)器工作臺(tái)下降一個(gè)高度(即分層厚度)再成型下一層,直至形成整個(gè)實(shí)體造型。其成型材料種類(lèi)多,成型件強(qiáng)度高、精度較高,主要適用于成型小塑料件。
SLA立體平版印刷技術(shù):SLA立體平版印刷技術(shù)以光敏樹(shù)脂為原料,通過(guò)計(jì)算機(jī)控制激光按零件的各分層截面信息在液態(tài)的光敏樹(shù)脂表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描,被掃描區(qū)域的樹(shù)脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化,形成零件的一個(gè)薄層。一層固化完成后,工作臺(tái)下移一個(gè)層厚的距離,然后在原先固化好的樹(shù)脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹(shù)脂,直至得到三維實(shí)體模型。該方法金屬3D打印成型速度快,自動(dòng)化程度高,可成形任意復(fù)雜形狀,尺寸精度高,主要應(yīng)用于復(fù)雜、高精度的精細(xì)工件快速成型。
SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù):SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)是通過(guò)預(yù)先在工作臺(tái)上鋪一層粉末材料(金屬粉末或非金屬粉末),然后讓激光在計(jì)算機(jī)控制下按照界面輪廓信息對(duì)實(shí)心部分粉末進(jìn)行燒結(jié),然后不斷循環(huán),層層堆積成型。該方法制造工藝簡(jiǎn)單,材料選擇范圍廣,成本較低,成型速度快,主要應(yīng)用于鑄造業(yè)直接制作快速模具。
DLP激光成型技術(shù):DLP激光成型技術(shù)和SLA立體平版印刷技術(shù)比較相似,不過(guò)它是使用高分辨率的數(shù)字光處理器(DLP)投影儀來(lái)固化液態(tài)光聚合物,逐層的進(jìn)行光固化,由于每層固化時(shí)通過(guò)幻燈片似的片狀固化,因此速度比同類(lèi)型的SLA立體平版印刷技術(shù)速度更快。該技術(shù)成型精度高,在材料屬性、細(xì)節(jié)和表面光潔度方面可匹敵注塑成型的耐用塑料部件。
UV紫外線(xiàn)成型技術(shù):UV紫外線(xiàn)成型技術(shù)和SLA立體平版印刷技術(shù)比較相似類(lèi)似,不同的是它利用UV紫外線(xiàn)照射液態(tài)光敏樹(shù)脂,一層一層由下而上堆棧成型,成型的過(guò)程中沒(méi)有噪音產(chǎn)生,在同類(lèi)技術(shù)中成型的精度最高,通常應(yīng)用于精度要求高的珠寶和手機(jī)外殼等行業(yè)。
金屬零件快速成形設(shè)備應(yīng)用
激光快速成型制造適合鐵基、鎳基、鈦基等各種金屬材料粉末的各種復(fù)雜形狀零件的加工成形,還適用于新材料的性能測(cè)評(píng)、原型設(shè)計(jì)零件的功能評(píng)估,可針對(duì)用戶(hù)特定需求來(lái)設(shè)計(jì)和制造解決方案。
醫(yī)學(xué)植入體的制造
(1)該技術(shù)可制作幾何形狀任意復(fù)雜的實(shí)體,而不受傳統(tǒng)機(jī)械加工方法中刀具無(wú)法達(dá)到某些型面的限制。特別適用于骨科特殊部位金屬植入物的制造:如義齒的制造,四肢惡性腫瘤切除后假體的制造,人工關(guān)節(jié)的制造等3D打印粉末??梢詫?shí)現(xiàn)了植入物與自體骨的形狀匹配,使每一植入體的制造都是針對(duì)具體的患者而進(jìn)行的,從而大大提高了植入體的匹配性能;能以很小的制造成本,很短的制造周期制作出任意復(fù)雜形狀的人工植入物原型,為術(shù)前的植入模擬提供了便利條件,從而可提高手術(shù)的效率和準(zhǔn)確性。
(2)高精復(fù)雜零件的制造和修復(fù)
薄壁零件或薄壁結(jié)構(gòu)的零件大多采用諸如鑄造、鍛造、焊接等工藝制造,但傳統(tǒng)工藝耗用時(shí)間長(zhǎng),費(fèi)用高,且壁厚也受到影響,復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件難于直接成型,激光快速成型制造技術(shù)直接制造薄壁零件,周期短,成本低,顯示了巨大的優(yōu)勢(shì)。
(3)快速制造模具
快速制模是更快、更經(jīng)濟(jì)地開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的一種強(qiáng)有力手段,是早日向市場(chǎng)推出適銷(xiāo)對(duì)路的、按客戶(hù)意圖定制的多品種、小批量產(chǎn)品而發(fā)展起來(lái)的新型制造技術(shù)??梢圆捎每蛻?hù)所希望的材料來(lái)制造零件,大幅度減少零件的交貨時(shí)間,降低新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),有效地縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期,是提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮減產(chǎn)品成本的有力工具。文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)