3D打印發(fā)展史上七大革命性工藝盤點(diǎn)
在3D打印的發(fā)展歷史上,曾不斷的誕生了許多頗具革命性質(zhì)的技術(shù),這些技術(shù)的問世曾不斷的影響著一代又一代人們。如今,在這個(gè)科技大爆發(fā)的時(shí)代,3D打印技術(shù)也加速發(fā)展。在醫(yī)療,航空航天,工業(yè)以及設(shè)計(jì)等諸多領(lǐng)域進(jìn)行分流,開啟了一個(gè)全新的時(shí)代。今天就讓我們一起回望,看看3D打印目前有哪些主流的“革命性”技術(shù):
“鑄鍛焊一體化3D打印技術(shù)”
這種技術(shù)我國(guó)初創(chuàng),由華中科技大學(xué)張海鷗教授主導(dǎo)研發(fā)“鑄鍛銑一體化”金屬3D打印技術(shù),并且成功制造出了世界首批3D打印鍛件,據(jù)說該成果有望改變世界金屬零件制造的歷史。
該技術(shù)的精細(xì)程度比激光3D打印提高50%。同時(shí),零件的形狀尺寸和組織性能可控,大大縮小產(chǎn)品周期。該技術(shù)以金屬絲材為原料,材料利用率達(dá)到80%以上,而絲材料價(jià)格成本僅為目前普遍使用材料的十分之一左右。在熱源方面,因使用高效廉價(jià)的電弧,成本也只需進(jìn)口激光器的十分之一。業(yè)內(nèi)人士表示,“鑄鍛銑一體化”金屬3D打印技術(shù)在航空航天、海洋、核能、冶金等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
EBAM(電子束增材制造技術(shù))
與其他通過加工金屬粉末的增材制造方法不同,EBAM-電子束融化焊接技術(shù)主要是由金屬絲作為打印材料,并使用一種功率強(qiáng)大的電子束在真空環(huán)境中通過高達(dá)1000℃的高溫來融化打印金屬零部件。這種電子束槍的金屬沉積速率從一小時(shí)幾磅金屬材料,到一小時(shí)20磅不等。電子束定向能量沉積、逐層增加的方法創(chuàng)建出來的任何金屬部件都近乎純凈,并且不需要任何類型的打印后熱應(yīng)用處理。該技術(shù)也可以用于修復(fù)受損的部件或者增加模塊化部件,并且不會(huì)產(chǎn)生傳統(tǒng)焊接或金屬連接技術(shù)中常見的接縫或者其它弱點(diǎn)。
熔融沉積(FDM)技術(shù)
FDM又叫熔絲沉積,是一種最為常見的3D打印技術(shù),很多民用的桌面級(jí)3D打印機(jī)采用此技術(shù),多采用PLA或ABS線材。其工作原理就是將絲狀熱熔性材料加熱熔化,通過一個(gè)或多個(gè)微細(xì)噴嘴擠出,遇冷凝固成型。
其優(yōu)點(diǎn)在于,打印系統(tǒng)可用于辦公環(huán)境或是家庭中,一次成型且易于操作。獨(dú)有的水溶性支撐技術(shù),令其在去除支撐結(jié)構(gòu)時(shí)易如反掌,3D打印所需線材易于搬運(yùn)以及更換,且顏色豐富;不足的是,F(xiàn)DM技術(shù)在成型精度上較差,打印對(duì)象的表面光潔度也待改進(jìn),成型速度慢。
立體平板印刷技術(shù)(SLA)
與FDM技術(shù)呈鮮明對(duì)比的是SLA技術(shù)。采用SLA技術(shù)的3D打印機(jī),位于樹脂池底部有一個(gè)透光的窗口(通常是玻璃材質(zhì))。將打印平臺(tái)下降貼近窗口,中間的縫隙則是液態(tài)的樹脂。紫外線透過玻璃照射樹脂,使很薄的一層樹脂快速聚合成為固體。
SLA技術(shù)的打印速度會(huì)隨著所照射紫外線強(qiáng)度的增加,聚合速度也會(huì)隨之加快。但這并不意味著越快越好,速度過快,會(huì)使固化的樹脂黏在玻璃窗口,令其與打印平臺(tái)粘合在一起,導(dǎo)致打印失敗。實(shí)際上,真正影響打印速度不是樹脂聚合,而是平臺(tái)的機(jī)械運(yùn)動(dòng),因?yàn)樵诖蛴∵^程中存在停頓。
當(dāng)然,世間不存在百分之百完美的事物。時(shí)間久了,樹脂會(huì)吸收空氣中的水分,導(dǎo)致軟薄部分彎曲卷翅。耗材方面,支持SLA打印的材料種類有限,必須是光敏樹脂,且對(duì)環(huán)境有一定的污染甚至令皮膚過敏,此外,需為打印對(duì)象設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu),確保其在成型過程中制作的每一個(gè)結(jié)構(gòu)部位都能可靠定位。盡管如此,SLA打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)依舊顯著,打印精度高、系統(tǒng)工作穩(wěn)定同時(shí)分辨率也較高,成品表面光滑等等。
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