原文地址:(需要访问外国网站)https://ordina-jworks.github.io/iot/2018/09/28/3D-Printing-Intro.html 文章发表日期:2018-09-28 第一次尝试翻译这么一篇大且长的文章,如果读着感觉不太通常或者有错误的地方,请多包涵..
3D打印是一个长期被炒作的术语。这种技术本质上不是新技术,但现在比以往任何时候都更好,每个人都可以使用。今天,我们将深入探讨3D打印的世界,以及它在未来几年为我们和全世界带来的真正体验。
基本上3D打印可以描述为:通过使用3D打印机使用3D建模技术建好的物品。它提供了一种快速原型制作的新方法,无需制造非常昂贵的模具或模板。
长期以来,它一直被下面这些大的领域(big thing)所炒作:
尽管3D打印改变了原型设计的工作原理,但存在许多误解:
3D打印不是一种技术,有多种不同的方法可以创建3D打印。其中,创建打印的方法取决于所使用的技术。
不同的技术使用不同的方法和材料,每种都有其独特的优点和缺点。
其中一些方法包括(但不限于):
下面我们将详细介绍一些更常用的类型:
与Fused Deposition Modeling
所述印刷模型是通过熔融的化合物创建(这是大多PLA / ABS / PETG)和跟踪由层模型层,每一层增厚模型作为模型上的打印机沉积更多的材料。
在上图中,可以看到FDM打印机的所有主要部件。喷嘴在Z轴上移动,并且构建板通过步进电机在X / Y轴上移动,步进电机控制运动直到十分之一甚至二十分之一毫米。将一卷材料送入喷嘴,使其熔化并通过使用挤出轮/步进电机将其沉积到模型上。
FDM打印机既可以随时使用,也可以作为需要组装的套件,这些也是市场上最实惠的打印机类型。您可以随时扩展打印机,甚至可以打印更换损坏的组件。
这种类型的打印机通过使用激光或投影图像来固化UV反应性树脂。
使用Stereolithography
强大的紫外激光逐层追踪物体,就像FDM打印机一样,但它本身不会沉积材料,而是在激光点处固化罐中的树脂。由于SLA使用由镜子移动的激光器,因此它具有非常高的分辨率,缺点是它与FDM打印机一样慢,因为需要跟踪每一层。
使用Digital Light ProcessingUV投影仪时,它会同时投影整个图层,这会导致对象的可打印分辨率降低,但由于整个图层一次打印,因此速度显着提高,无需跟踪整个图层。 Masked SLA是一种更便宜的DLP方法,其中基于LCD的光掩模用于UV-LED阵列而不是基于UV的投影仪。(这里看不懂..大家看图感受下吧..)
上面的图像显示了这两种(三种)方法之间的明显差异。与DLP或MSLA方法相比,SLA方法具有更好的质量。
Direct Metal Laser Sintering
和Selective Laser Melting
是3D打印的两种更工业化的方法。顾名思义,它们用于金属中的3D打印对象。两种方法的主要程序类似。移动臂将金属颗粒推过打印区域,之后强大的激光将跟踪被打印物体的当前层。这会将颗粒融合在一起,也是两种方法之间存在最大差异的地方。一旦当前层完成,臂再次来回移动,带来一层新的金属颗粒。
使用DMLS,颗粒被烧结在一起,但是金属本身没有完全熔化,没有流动。当使用SLM时,金属颗粒实际上是完全熔化的,并且它们更加牢固地融合在一起,形成了极其坚固的物体!
使用这些方法创建的对象没有内部压力和缺陷,这些压力和缺陷是常见的,并且很难通过其他生产方法来预防 这些部件也可以作为一个整体进行印刷,而不需要组装不同的部件,这进一步降低了组装过程中出现故障或错误的可能性。然而,从字面上看,这需要很高的成本,因为这些方法非常昂贵并且需要最先进的设备!由于这种高成本,它们被用于容错性非常低的行业,例如航空航天。
正如您在上一节中可能已经注意到的那样,不同的打印方法需要不同的打印材 在下面的部分中,我们将详细介绍这些材料。
FDM和DLP打印机需要基于聚合物的材料。这些是塑料或类似塑料的材料,易于打印。
PLA(聚乳酸):
ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯):
PETG(聚对苯二甲酸乙二醇酯):
这三种材料通常用于FDM打印机。最安全的是PLA,它是完全可生物降解的(长时间使用),它也是最容易印刷的材料。ABS更坚固但不可生物降解,在印刷时会产生有毒烟雾,在印刷过程中也需要非常精确的冷却,否则印刷会翘曲,层会分离,破坏印刷品。PETG则两全其美,它比PLA强,不产生有毒烟雾。有更多的材料可供选择,通常具有非常特殊的特性,使其更像橡胶,更灵活,在黑暗中发光,......所有这些不同的材料需要不同的打印设置,有些可能很难做到正确,实验是关键!还存在一些可用于医学背景的材料,
DLP材料:
目前,金属印刷不仅适用于普通人,也有一些较大的公司/行业已经在使用能够印刷金属的3D打印机。并非所有方法都可以打印所有金属材料,有些像SLM一样受限于它可以“打印”的金属。
大多数印刷金属:
如今航空航天工业印刷火箭及其发动机的外部和内部部件,这些物体更坚固,内部缺陷和应力更小。医疗行业还可以在钛中打印患者特定的假体,以便在受伤后更好地恢复患者。
近年来,混凝土印刷引起了一些关注,人们正在试验它。它有一些很好的优点:
食品印刷长期以来一直是炒作。烹饪专家一直在试验这个概念,但也有像宇航员这样的公司为宇航员。
巧克力和面团等简单物品已经可以3D打印,基于FDM方法,可食用物体逐层打印。有“机器人”可以打印更复杂的项目,但这些不是真正的3D打印机和更自动化的装配机,3D打印和装配之间的界限可能会变得有点模糊。目前还不能用原料基础成分打印全部食物。随着时间的推移,这无疑将得到进一步发展。
开始使用3D打印并不容易,这可能非常令人生畏。您需要考虑很多事情
由于它仍然相对昂贵,你想问自己这些问题:
把事情做对很难:
⇒3D打印仍然是一个密集的试错过程!只有你愿意投入必要的时间才能开始。如果一开始你没有成功,请一次又一次地尝试!
值得庆幸的是,在线爱好社区非常庞大,通常非常有帮助。您需要为对象建模或从“制造商”网站下载。您需要使用特定打印机的设置对模型进行切片,并根据所需的质量和速度调整这些设置。
(这里作者推荐了一些在线的资源&建模工具&制造商网站,这里省略了...能访问外国网站的小伙伴在文章顶部戳过去找找吧)
未来是现在!
3D打印机正在以极快的速度发展,新的打印机型号几乎每周都会上市。中国公司正在生产高质量的打印机,生产质量也在不断提高。
未来将带来更多:
按照惯例黏一个尾巴:
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