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理解3D打印:其方法,材料和技术的综合指南

3D打印的革命性本质已经彻底改变了产品开发和制造工艺。3D打印机可以制造各种各样的物体,从简单的玩具和小饰品到复杂的医疗设备和汽车部件,具有令人难以置信的精度和细节。

3D打印方法,材料和各种技术

你想打印什么很重要吗?

3D打印机的性能已经有了很大的提高,但它们仍然受到物理定律的限制。根据问题的不同,3D打印在目前可能是不切实际的,甚至是不可能的。另一方面,3D打印机可以以令人印象深刻的精度和细节打印各种物品。

你能用3D打印机打印任何东西吗?

构建平台的大小,可能使用的材料类型,以及机械部件的精度都是限制3D打印机性能的因素。然而,随着新材料和新方法的产生以及旧方法的改进,3D打印的能力正在迅速扩大。

三维模型切片应用程序

3D切片机软件是3D打印过程中必不可少的。该程序获取物品的电子表示,并将其分割成薄片,3D打印机可以使用这些薄片逐步构建物理产品。

使用3D打印机打印的可能性有多大?

从简单的玩具到复杂的机械部件,任何东西都可以用3D打印机打印出来。它们非常适合原型和小批量制造,因为它们可以打印出精细的细节和准确性。

说明可以在3D打印机上打印的各种对象

玩具、手机壳、珠宝、建筑模型和假肢只是可以在3D打印机上创建的一些东西。最先进的3D打印机甚至可以制造复杂的功能部件,如发动机和无人驾驶飞机甚至是人体组织。

你能解释一下3D打印的功能吗?(简单步骤)

3D建模是第一步。

制作物体的数字副本是3D打印的第一步。这可以通过扫描现有的物体或利用计算机辅助设计(CAD)软件来完成。

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其次,您必须使用STL文件格式

您应该使用STL文件格式来存储您的数字模型后,您已经完成创建。几乎所有的3D打印机和切片软件都支持这种文件格式。

第三步是切片

接下来要做的是利用3D切片工具将数字模型分离成层。这使得3D打印机能够逐步构建对象。

第四步是3D打印模型或对象。

当切片模型最终被3D打印机读取时,打印就可以开始了。这个物体是用熔化的材料一层一层地建立起来的塑料从喷嘴挤出的灯丝或树脂。

3D打印机使用什么类型的材料?

在大多数情况下,塑料在3D打印机中,长丝或树脂被用作打印材料。其中最广泛使用的材料是ABS塑料长丝,PLA塑料长丝和树脂。

灯丝由ABS材料制成

由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)制成的塑料长丝广泛应用于3D打印。玩具、汽车零件和电子外壳都是ABS的常规接受者,因为这种热塑性塑料的强度、耐用性和低重量的结合。与用于3D打印的其他材料相比,它便宜且广泛可用。

由于ABS具有很强的抗冲击性,通常用于会掉落或受到其他冲击的产品。由于ABS的熔点高,它也可以用于高温环境。

然而,ABS也不是没有缺点。对一些消费者来说,融化后的刺鼻恶臭是一个问题。拥有一个加热的构建平台也是正确打印的必要条件,这可能会增加3D打印机的价格。

ABS塑料长丝因其强度、耐用性和价格低廉而广泛应用于3D打印。

PLA塑料长丝

由PLA(聚乳酸)塑料制成的3D打印长丝也被广泛使用。聚乳酸是一种比ABS更环保的替代品,因为它可以用玉米淀粉、甘蔗或木薯根等可再生资源生产。

用PLA打印,你甚至不需要一个加热的构建平台,这要感谢材料的熔点比ABS低,这使得它成为3D打印世界的新来者的最爱,因为它比ABS更少的气味和更容易处理。

由PLA制成的印刷品以其高质量和有光泽的光泽而闻名。它是一种坚固的材料,但它不像ABS那样经得起冲击。

对于3D打印,推荐使用PLA塑料长丝,因为它们对环境的影响小,而且用户友好。这种材料不像ABS那样坚固,所以它可能不是任何会掉落或被滥用的东西的最佳选择。

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树脂

3D打印中使用的另一种常见物质是树脂,它与立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)都能很好地工作。树脂是一种液体光敏聚合物,暴露在光线下会变硬,可以进行非常精细和精确的打印。

树脂通常是打印小型复杂模型和物体的首选,因为它们比塑料细丝更精确,打印更流畅。树脂由于其广泛的颜色、纹理和性能(如柔性、透明或可浇注),非常适合作为3D打印材料。

另一方面,树脂通常比塑料细丝更昂贵,必须立即使用或储存以避免变质。一些用户还发现树脂的混乱和效力是一种麻烦。

说到3D打印,树脂是每次都能获得清晰、详细结果的最佳选择。然而,与塑料细丝相比,它可能更昂贵,处理起来也更麻烦。

雇佣一台3D打印机有多贵?

购买3D打印机所需的资金

一台3D打印机的价格从几百美元到一台首页模型到数万美元的工业强度打印机。

3D打印的创新

FDM打印工艺只是当今可用的众多3D打印方法之一;其他包括被认为是最先进的SLS和SLA。

FDM印刷方法

目前最常见的3D打印是FDM (熔融沉积模型)打印。FDM打印机通过在连续层中沉积加热的塑料丝来构建3D物体。为了制作一个物体,灯丝被送入加热的挤出机,在那里它融化,然后沉积在构建平台上。

FDM打印操作简单,用于生产原型或小批量产品价格低廉。从业余爱好者到小型企业,每个人都可能得到FDM打印机,因为它们有各种形状和大小。

然而,FDM打印有几个缺点,应该加以考虑。挤出机的精度决定了打印物体的表面有多光滑,以及层的显示有多清晰。对于FDM打印机来说,具有悬垂或复杂几何形状的对象可能具有挑战性,因为材料倾向于下垂或扭曲。

总之,FDM打印技术是3D打印的一个很好的选择,因为它的广泛可用性,用户友好性和便宜的价格。然而,它可能不是制作极其详细或精确的物品的最佳选择,因为它不像其他3D打印方法那样精确或准确。

卓越的3D打印方法

FDM打印并不是唯一可用的3D打印类型;有几种更新的技术可以提供更高的精度、精密度和打印质量。这类技术包括:

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立体光刻技术(SLA)使用激光在连续的层中固化树脂,以创建三维物体。SLA打印在打印质量和细节方面优于FDM打印,但它更昂贵,并且在打印过程中会造成混乱。

数字光处理(DLP)是一种3D打印方法,其工作原理类似于SLA打印,使用投影仪在连续层中固化树脂。DLP打印在速度和打印质量上都超过了SLA,但由于构建平台的原因,它的价格更高,并且有尺寸限制。

为了制造三维物体,SLS(选择性激光烧结)使用激光选择性地熔化粉末材料,如尼龙或塑料。除了生产复杂的形状,SLS打印是一种多功能技术,能够创造坚固的,功能部件。与FDM打印相比,SLS打印成本更高,更耗时。

使用热量和压力MJF (Multi Jet Fusion)技术融合和固化粉末材料,如尼龙或塑料,以创建一个三维物体。MJF印刷广泛应用于工业部门,因为它快速,精确,并产生高质量的印刷品。

虽然更昂贵,受一定的限制,现代3D打印技术提供了更高的精度,精度和打印质量与FDM打印相比。技术选择将以印刷对象的性质和功能为指导。

3D打印材料及其价格

打印材料的价格,如塑料丝或树脂,应该包括在3D打印机本身的价格中。材料的种类和数量都会影响最终的价格,所以高端材料的价格从每公斤几美元到数百美元不等。

结论

3D打印技术的出现极大地提高了产品设计和生产的过程。3D打印机可以生产任何东西,从简单的玩具到复杂的机械部件,具有令人难以置信的精度和细节。3D打印的过程需要开发一个数字模型,将其分割成薄层,最后使用3D打印机打印每一层。虽然3D打印机价格昂贵,但打印材料本身价格低廉,这使得这种产品开发方法非常适合生产小批量的独特原型。

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