搞懂3D列印原理看這些動圖就可以了!

2021-02-23 機工工具機世界

3D列印是製造業領域的一項新興技術，被稱為「具有工業革命意義的製造技術」。近年來，隨著工業技術的進步，3D列印技術得到迅速發展並得到媒體的廣泛關注。面對眾多的3D列印技術，各位小夥伴是不是有點hold不住了？

沒關係，本篇文章為大家整理十大3D列印技術，用動圖的方式生動呈現出其原理，讓你快速了解3D列印是怎麼回事。

文中，給大家分享的是3D列印原理高分子篇和金屬篇，主要介紹SLA、CLIP、3DP、PolyJet、FDM五大技術，以及NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D列印原理。

SLA即光固化成型技術，指利用紫外光照射液態光敏樹脂發生聚合反應，來逐層固化並生成三維實體的成型方式，SLA製備的工件尺度精度高，是商業化的最早3D列印技術。

以下是SLA工藝工程：

紫外雷射源

光固化反應

逐層掃描成型

CLIP即連續液體界面提取技術，是在Carbon 3D公司在SLA技術的基礎上開發的具有革命性的3D列印技術，將3D列印的速度提高了100倍！
CLIP從底部投影，使光敏樹脂固化，不需要固化的部分通過控制氧氣，形成死區，抑制光固化反應而保持穩定的液態區域，這樣就保證了固化的連續性。

光固化反應

氧氣抑制光固化過程

光固化死區演示

CLIP成型過程

3、3DP（Three-DimensionalPrinting）

3DP即三維列印快速成型技術，其與傳統二維噴墨列印接近，從噴頭噴出粘結劑（彩色粘結劑可以列印出彩色製件），將平臺上的粉末粘結成型，通常用採用石膏粉作為成型材料。3DP技術目前主要應用有兩個：全彩3D列印及砂模鑄造。

以下是Exone公司用3DP技術進行砂模鑄造的過程：

粘結劑噴射

加熱固化

列印成型

鑄造成型

PolyJet即聚合物噴射技術，其成型原理類似3DP技術，但噴射的不是粘合劑而是光固化樹脂，噴射完成後通過紫外光照射固化成型。

PolyJet成型原理

PolyJet採用陣列式噴頭，甚至可以同時噴射不同材料，實現多種材料、多色材料同時列印。

陣列噴頭工作過程

PolyJet列印過程

5、FDM（FusedDeposition Modeling）

FDM即熔融層積技術，利用高溫將材料熔化，通過列印頭擠出成細絲，在構件平臺堆積成型。FDM是最簡單也是最常見的3D列印技術，通常應用於桌面級3D列印設備。

以下是FDM技術的工作原理：

模型處理

耗材擠出成型

逐層列印過程

去除支撐

表面處理

金屬3D列印技術可以直接用於金屬零件的快速成型製造，具有廣闊的工業應用前景，是國內外重點發展的3D列印技術，下面跟大家分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D列印原理。

6.NPJ（Nano Particle Jetting）

NPJ技術是以色列公司Xjet最新開發出的金屬3D列印成型技術，與普通的雷射3D列印成型相比，其使用的是納米液態金屬，以噴墨的方式沉積成型，列印速度比普通雷射列印快5倍，且具有優異的精度和表面粗糙度。

以下是Xjet設備工作過程：

金屬顆粒細化

 

金屬顆粒分布在液滴中

 

液滴噴射成型過程

 

液相排出過程

 

燒結後的製件

 7.SLM（Selective Laser Melting）

SLM即選區雷射熔化成型技術，是目前金屬3D列印成型中最普遍的技術，採用精細聚焦光斑快速熔化預置金屬粉末，直接獲得任意形狀以及具有完全冶金結合的零件，得到的製作緻密度可達99%以上。雷射振鏡系統是SLM的關鍵技術之一，以下是SLM Solution公司的振鏡系統工作圖：

 

雷射發射

雷射傳輸

 

掃描振鏡

 

雷射掃描熔化

 

金屬粉末熔化過程

金屬3D列印過程中，由於製件通常較複雜，需要列印支撐材料，製件完成後需要去除支撐，並對製件的表面進行處理。

 

取出製件

 

去除支撐

 

後處理

8.SLS（Selective Laser Sintering）

SLS即選區雷射燒結成型技術，與SLM技術類似，區別是雷射功率不同，通常用於高分子聚合物的3D列印成型。

 

模型分層切片

 

 

製件的取出

 

後處理

SLS也可用於製造金屬或陶瓷零件，但所得到的製件緻密度低，且需要經過後期緻密化處理才能使用。

 

SLS製造金屬零件

9.LMD（Laser Metal Deposition）

LMD即雷射熔覆成型技術，該技術名稱繁多，不同的研究機構獨立研究並獨立命名，常用的名稱包括：LENS, DMD, DLF, LRF等，與SLM最大不同在於，其粉末通過噴嘴聚集到工作檯面，與雷射匯於一點，粉末熔化冷卻後獲得堆積的熔覆實體。

 

同軸送粉

 

構建過程

10.EBM（Electron Beam Melting）

EBM即電子束熔化技術，其工藝過程與SLM非常相似，區別在於，EBM所使用的能量源為電子束。EBM的電子束輸出能量通常比SLM的雷射輸出功率大一個數量級，掃描速度也遠高於SLM，因此EBM在構建過程中，需要對造型臺整體進行預熱，防止成型過程中溫度過大而帶來較大的殘餘應力。

 

整體預熱

成型過程

 

熔化過程中粉末的變化

-End-

免責聲明：本文系網絡轉載，版權歸原作者所有。但因轉載眾多，無法確認真正原始作者，故僅標明轉載來源。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題，請第一時間告知，我們將根據您提供的證明材料確認版權並按國家標準支付稿酬或立即刪除內容！本文內容為原作者觀點，並不代表本公眾號贊同其觀點和對其真實性負責。

微信：MW1950MT　文章投稿：tougao.mw1950.cn

近期鼓勵投稿內容：工業機器人相關、維修與改造相關

《金屬加工》出品（其他投稿地址均為虛假信息）


熱門圖書排行

相關焦點

  • 3d列印的原理及三種常見的技術類型!
    相對於二維，3d列印多了一個維度，可以簡單的理解為是由無數個二維列印的截面逐層堆疊的結果，官方給的定義是：3D列印是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層列印的方式來構造物體的技術。
  • 直觀動圖,秒懂3D列印原理!
    近年來，隨著工業技術的進步，3D列印技術得到迅速發展並得到媒體的廣泛關注。面對眾多的3D列印技術，各位小夥伴是不是有點hold不住了？沒關係，本篇文章為大家整理十大3D列印技術，用動圖的方式生動呈現出其原理，讓你快速了解3D列印是怎麼回事。
  • 40張動圖!秒懂3D列印原理!
    本篇文章為大家整理十大3D列印技術，用動圖的方式生動呈現出其原理，讓你快速了解3D列印是怎麼回事。
  • 【材料課堂】動圖解析3D列印原理 看完秒懂
    近年來，隨著工業技術的進步，3D列印技術得到迅速發展並得到媒體的廣泛關注，各類3D列印技術被紛紛報導。面對眾多的3D列印技術，各位小夥伴是不是有點hold不住了？沒關係，下面小編為大家整理十大3D列印技術，用動圖的方式生動呈現出其原理，把高大上的3D列印技術拉下神壇！
  • 3D列印原理|高分子篇
    3D列印是製造業領域的一項新興技術，被稱為「具有工業革命意義的製造技術」。近年來，隨著工業技術的進步，3D列印技術得到迅速發展並得到媒體的廣泛關注，各類3D列印技術被紛紛報導。面對眾多的3D列印技術，各位小夥伴是不是有點hold不住了？沒關係，下面小編為大家整理十大3D列印技術，用動圖的方式生動呈現出其原理，把高大上的3D列印技術拉下神壇！
  • 20張動圖,秒懂十大3D列印原理(金屬篇)!
    近年來，隨著工業技術的進步，3D列印技術得到迅速發展並得到媒體的廣泛關注，各類3D列印技術被紛紛報導。下面小編為大家整理十大3D列印技術，用動圖的方式生動呈現出其原理，把高大上的3D列印技術拉下神壇！ 金屬3D列印技術可以直接用於金屬零件的快速成型製造，具有廣闊的工業應用前景，是國內外重點發展的3D列印技術，本期繼3D列印原理高分子篇再次推出金屬篇，下面，小編帶大家分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D列印原理。
  • 3D列印優點和技術原理
    確切的說，3D快速成型技術是眾多快速成型技術之一，速成型技術大致可分為7大類，包括立體印刷、疊層實體製造、選擇性雷射燒結、熔融沉積成型、三維焊接、三維列印、數碼累積成型等。3d列印與傳統的通過模具生產有很大的不同，3d列印最大的優點是無需機械加工或任何模具，就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短產品的研製周期，提高生產率和降低生產成本。
  • 40張動圖秒懂十大3D列印原理
    CLIP成型過程3、3DP（Three-DimensionalPrinting）3DP即三維列印快速成型技術，其與傳統二維噴墨列印接近，從噴頭噴出粘結劑（彩色粘結劑可以列印出彩色製件PolyJet成型原理PolyJet採用陣列式噴頭，甚至可以同時噴射不同材料，實現多種材料、多色材料同時列印。
  • 3D列印原理,只需40張高清動圖秒懂!
    本文主要介紹SLA、CLIP、3DP、PolyJet、FDM五大技術，以及NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D列印原理
  • 【製造原理】動態圖講解五大類3D列印技術動態圖講解
    3D列印是製造業領域的一項新興技術，被稱為「具有工業革命意義的製造技術」。近年來，隨著工業技術的進步，3D列印技術得到迅速發展並得到媒體的廣泛關注，各類3D列印技術被紛紛報導。面對眾多的3D列印技術，各位小夥伴是不是有點hold不住了？沒關係，下面小編為大家整理了一些和3D列印有關技術信息，用圖文的方式生動呈現出其原理，把高大上的3D列印技術拉下神壇！
  • 三分鐘了解3D列印技術
    3D印表機技術是以一種數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層列印的方式來構造物體的技術。下面就給大家介紹下3d列印技術的發展、應用和優點。定義3d列印技術是快速成形技術的一種，它運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過一層又一層的多層列印方式，來構造零物件。
  • 3D列印模型表面工藝處理方法
    3D列印設備我們已經給大家展示過很多成熟的產品和方案。如果要砂紙拋光，外殼的厚度要足夠，這個外殼大約有2.5毫米左右。但是這並不代表不存在問題。首先是3D列印的物體殼要有一定的厚度，如果很薄，用電動工具一不小心磨穿也不是不可能，圖上顯示的是我們之前3D列印模型的剖面，可以看到模型的壁大約有2.5毫米厚。此外，如果對模型的輪廓尺寸要求很高，砂紙也未必就是很好的方案，因為這種辦法導致模型本身外圍會打磨掉一層，厚度損失有0.1-0.2毫米。
  • 周報·3D列印丨可以自動澆水的3D列印花盆
    「3D列印」概念的提出距今已有三十年左右的時間，但是其技術原理卻不是全新的理念。這些新發現會對高能材料產生革命性的影響，可應用於如氣囊、彈射座椅和依賴能量快速爆發的任何領域。4、3D列印蜂窩讓小蜜蜂們樂壞了!3D Printed Honeycomb Saves Bees Time and Energy
  • 3D列印原理|金屬篇
    金屬3D列印技術可以直接用於金屬零件的快速成型製造，具有廣闊的工業應用前景，是國內外重點發展的3D列印技術。下面，小編帶大家分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D列印原理。NPJ（Nano Particle Jetting）技術是以色列公司Xjet最新開發出的金屬3D列印成型技術，與普通的雷射3D列印成型相比，其使用的是納米液態金屬，以噴墨的方式沉積成型，列印速度比普通雷射列印快
  • 國內最大3D列印模型平臺關閉,還有哪些可以用?
    我們從其首頁看到上面的黑底白字：列印啦資料庫遭受毀滅性損害工程師正在努力搶修中····希望渺茫····身處國內的3D列印用戶，很多人都需要下載現成的模型來列印，其中列印啦是首選。因為它模型量大、下載速度快，想找的很多都可以在上面找到。現在無法使用了，開始有用戶覺得不習慣了。
  • 關於3D列印建模的實用乾貨
    當下3D列印技術越來越普及，同時隨著3D列印門檻的降低，越來越多的人可以接觸到這種神奇的技術。一個配套的切片軟體New Creality Slicer下載連結：https://www.cxsw3d.com/qiepianruanjian.html接下來就是3D建模的事情了以下8款3D建模軟體，供大家參考：當然還有以下的3D列印建模模型網站可以下載現成的模型：Creality：
  • 「精彩3D」
    明白人都知道，他說的意思是敵人多流血，我軍就能少動手術。據說加特林的原理是從農機上悟到的。但是「格林快炮」有很大的弱點：其一是超重，多條槍管造成了重量的加倍，旋轉機構本身也不是小塊頭。所以格林快炮只能裝上輪子，由馬拉著或人推著走，這極大的限制了其使用。
  • 光固化3D列印:原理、技術、應用及新進展
    圖12 clip3d列印原理3.2快速連續列印2019年，美國密西根大學Martin P de Beer等開發岀一種「快速連續列印」新方法(Rapid Continuous通過使用第2個光源來抑制樹脂固化，替換氧氣導致自由基猝滅產生的「阻聚區」，該方法可以在已固化層與窗口之間產生達到 毫米級厚「抑制區」，使得樹脂的回流速度可以提高數千 倍。顯然，這種方法目前使用的列印材料仍有限，要求材料在抑制波長能產生明顯的抑制聚合時，在引發波長必須保持 足夠高的聚合率。圖13所示為CAM 3D列印原理。
  • 3D列印學院 3D列印加支撐的正確姿勢!
    FDM印表機熔融沉積的原理是將材料加熱熔化，一層一層的堆積，直至模型最終成型。那麼這裡就要考慮到一個重力的問題。根據重力原理，如果一個物體的某個面與垂直線的角度大於45度且懸空，就有可能發生墜落。切片軟體中，系統會根據45度角原理，計算出模型所有需要加支撐的點，自動為模型加入支撐，這種就是全支撐。比如Simplify 3D中的 Generate Support選項，勾選即可。
  • CAD繪圖比例、出圖比例、列印比例講解!!!
    解決這個問題的最根本的一點就是搞懂現實的紙質圖紙和電子圖紙之間的關係，我們拿在手裡的紙質圖紙如果是1：100，那麼就是1釐米代表1米，如果1:200,那麼就是1釐米代表2米，總之，CAD圖紙列印出來一定要滿足這種關係，不然就是有問題的。