3D列印鐳金字

2023-01-14 03:51:06 字數 2231 閱讀 8505

3d列印鐳金字,通俗的講就是利用三維快速成型的增材技術製作出在乙個平面上使人們可直接看到乙個三維立體字元,字元既可有凸也可有凹,給人們以很強的視覺衝擊力。這主要是運用了新材料、新工藝、新裝置等機電一體化技術,選用3d列印快速成型的方式來製作和體現的。鐳金字所選主要材料為光敏樹脂類和工程塑料類。

中文名別稱

3d列印雷射字

原理三維快速成型

3d列印技術源自19世紀美國研究的照相雕塑和地貌成型技術,學界將其稱為「快速成型技術」。2023年美國科學家查爾斯·胡爾利用一種叫光敏樹脂的液態材料,發明出世界上第一台3d印表機。隨後胡爾以這種技術為基礎成立了世界上第一家3d列印裝置公司3d systems,並於2023年賣出了第一台商業化產品。

上世90年代3d技術經歷過一波快速發展,例如2023年美國德克薩斯大學卡爾提出選擇性雷射燒結(sls)技術,2023年麻省理工學院申請了「三維印刷技術」專利等。本世紀至今全球越來越多的公司先後涉足3d列印製造,目前全球已經產生兩家行業巨頭stratasys公司和3d systems。

據統計, 2023年3d列印市場規模達到50億美元,預計未來3—5年世界3d列印市場將保持快速增長的勢頭。

3d列印原理——分層製造,逐層疊加

「3d列印」是一類將材料逐層新增來製造三維物體的「增材製造」技術的統稱,其核心原理是:「分層製造,逐層疊加」,類似於高等數學裡柱面座標三重積分的過程。區別於傳統的「減材製造」,3d列印技術將機械、材料、計算機、通訊、控制技術和生物醫學等技術融合貫通,具有縮短產品開發周期、降低研發成本和一體製造複雜形狀工件等優勢,未來可能對製造業生產模式與人類生活方式產生重要的影響。

按照3d列印的成型機理,通常將3d列印分為兩大類:沉積原材料製造與黏合原材料製造,涵蓋十多種具體的三維快速製造技術,較為成熟和具備實際應用潛力的技術有5種:sla-立體光固化成型、fdm-容積成型、lom-分層實體製造、3dp-三維粉末粘接和sls-選擇性雷射燒結。

技術型別與材料共同決定應用範圍

具體到細分型別,不同的成型原理對材料的要求也不同。目前sla技術主要採用液態光敏樹脂,fdm技術主要使用絲狀熱熔性塑料,lom使用薄膜材料,sls使用金屬粉末,而3dp可使用金屬粉末或塑料粉末等。反過來講,材料本身的物理特性又會限制不同技術的應用。

立體光固化成型的成形速度快,精度相對較高,且外形表面好,但限於光敏樹脂的物理特性和材料成本較高,應用範圍受侷限。

目前3d列印技術中唯一可桌面化的技術是fdm,這種技術,使用abs或pla絲狀、線狀材料製作玩具;而在工業中fdm使用的絲狀才來主要是工程塑料,其產品多為塑料件、鑄造蠟模和樣件等。sls是3d技術中最具潛力製備功能性零件的技術,sls可再細分為金屬粉末和粘結劑混合燒結、金屬粉末雷射燒結和金屬粉末壓坯燒結;sls主要優勢是製作相對高強度的金屬製品,在高階製造領域中完成樣件功能試驗或裝備模擬。南京航空航天大學用ni基合金混銅粉進行燒結成型的試驗,成功地製造出具有較大角度的倒錐形狀的金屬零件。

與傳統減材製造技術相比,各有用武之地

傳統機械製造是基於削、鑽、銑、磨、鑄和鍛等「減」材製造基本工藝的組合,工件的製造一般要經過多個工藝的組合才能完成。而3d列印技術秉承「分層製造,逐層疊加」核心原理,是一體成型技術,一台3d印表機就可以完成整個工件的製造。從工業應用領域來看,目前3d列印適於小批量、造型複雜的非功能性零部件;大多在汽車、航天等領域內用於製造樣件和模具等;而傳統的機加工製造就適用於大規模、需要量產的部件,並廣泛應用在幾乎所有領域。

從使用的材料來分析,受制於技術的需要,3d列印技術目前使用的材料多為塑料、光敏樹脂和金屬粉末等材料,這與傳統機加工可以使用幾乎任何材料相比要少很多。但3d列印就像其技術特點一樣,幾乎不產生浪費,材料的利用率可超過95%;而傳統的「減」材製造,不同程度要產生許多廢料。

未來可能與傳統製造業優勢互補

如今,3d列印技術已經在社會公眾中引起了較大的反響,多個企業宣布即將進入或已經進入3d列印領域,業界也有學者認為3d列印將是推動第三次工業革命的重要內容,將在製造業掀起顛覆性的革命。3d列印技術本身也在不斷改進,不斷有新的應用材料出現,應用領域也在逐步拓展。尤其是在第十七屆高交會上,。

一家產權自主、材料自研、工藝自創、裝置自製的科技企業,讓我們看到了3d列印技術在立體字製造領域潛在的推動力。

(一). 3d列印鐳金字分類

3d列印鐳金字可分為兩大類:

1,複合型3d列印鐳金字;

2,發光型3d列印鐳金字;

(二)。3d列印鐳金字後期製作

3d列印鐳金字能否正常的進入市場,3d列印成型立體字的後處理十分重要,因此,選擇良好的3d列印後處理裝置很重要。其常用後處理裝置有:二次光固化機、模型打磨機、模型拋光機、電鍍前處理機、奈米銀鏡塗裝機。

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