3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
一.激光选区烧结/熔融(SLS/SLM)
SLM 技术的思想最初由德国Fraunhofer研究所于1995年提出,基本工作原理是通过激光束对熔化基板上的粉末层层加工,直到整个零件加工完毕
主要材料:塑料、蜡、陶瓷、金属或其复合物的粉末
优点:无需支撑即可制备复杂零件。
缺点:因受到粘接剂铺设密度的限制,导致部分3D技术制品致密度不高。
二.三维印刷工艺(3DP)
3DP技术最早由美国麻省理工学院Emanual Sachs等人开发。3DP技术主要是通过喷头喷出的粘结剂将粉末粘结成整体来制作零部件。3DP技术改变了传统的零件设计模式,真正实现了由概念设计向模型设计的转变。
主要材料:石英砂、陶瓷粉末、石膏粉末、聚合物粉末等粉末类耗材
优点:无需激光器等高成本元器件,成本较低,且易操作易维护;加工速度快;可打印彩色原型;耗材和成形材料的价格相对便宜,打印成本低。
缺点:发展时间短,相关技术国外垄断较为严重
三.熔融沉积造型(FDM)
这类3D打印技术由美国学者Scott Crump于1988年研制成功,以热塑性丝状为原料,通过可以移动的液化器熔化后喷出,逐线逐层地堆积出部件。
主要材料:聚丙烯、ABS铸造石蜡等
优点:成本低、结构简单、原材料的利用效率高且没有毒气或化学物质的污染。
缺点:成型速度相对较慢、喷头容易发生堵塞,不便维护。
四.光固化快速成型技术(SLA)
SLA技术是通过激光的扫描曝光实现单层的固化。通过紫外激光束,按照设计好的原件层截面,逐点固化,由点及线,由线到面,通过升降台的移动,层层叠加完成三维打印。
主要材料:液态光敏树脂等
优点:成型精度极高;零件烧结后致密度较为良好。
缺点:后续处理麻烦;二次固化问题严重。