1. 3d列印常用的幾種工藝
3D列印按材料及成型方式不同3D有很多不同類型:LOM。這是以塗有熱熔粘合劑的紙張層疊、激光切割輪廓來成型的形式;SLA。利用液體光敏樹脂在紫外光照射下能快速固化為固體的方法來成型;SLS。激光選擇性燒結成型(原料可以是塑料粉末、陶瓷粉末、金屬粉末等);FDM,利用塑料絲熔融後逐層列印成型;3DP。原料是粉末加樹脂,可列印彩色。還有也許其它正在開發中的。
目前據我了解的3d列印技術主要分為3種,最普通的一種是擠出式3d列印,只回能打一些熱熔材料答的東西,在某寶上就能買到;第二種是光固化3d列印,是利用紫外光對液態的光固化材料進行照射,讓光固化液體變成固態的技術,光固化材料造價比較昂貴,但精度相對較高;第三種,也是我個人認為最有潛力的一種3d列印方式,激光燒結技術,利用激光的熱量對粉末狀原料進行掃描使其融化,層層疊加,形成一個完整的立體模型,它的原材料多樣,可以是塑料,玻璃,或者金屬等等,而且精度很高,出於造價的昂貴,目前只有工業級的,相信走進尋常百姓家也不會太遠了。
2. 3D列印材料常用材料有哪些
常見3D列印材料介紹
(1)ABS塑料類
ABS是FDM最常用的列印材料,目前有多種顏色可以選擇,是消費級3D列印機用戶最喜愛的列印材料,如列印「樂高」類型的很多玩具,製作很多創意家居飾件等。ABS材料通常是細絲盤裝,通過3D列印噴嘴加熱熔解列印。由於噴嘴噴出之後需要立即凝固,噴嘴加熱的溫度控制在ABS材料熱熔點高出1~2℃,不同的ABS由於熔點不同,對於不能調節溫度的噴嘴是不能通配的。這也是最好在原廠商購買列印材料的原因。
(2)PLA塑料類
PLA塑料熔絲也是一種非常常用的列印材料。尤其是對於消費級3D列印機來說,PLA可以降解,是一種環保的材料。PLA一般情況下不需要加熱床,這一點不像ABS,所以PLA容易使用,而且更加適合低端的3D列印機。PLA有多重顏色可以選擇,而且還有半透明的紅、藍、綠以及全透明的材料。PLA的通用性也有待提高。
(2)亞克力類材料
亞克力源自英文acrylic,意指由有機化合物甲基丙烯酸甲酯單體(Methyl Methacrylate,MMA)所製成的PMMA板,其透明與透光度如同玻璃一般。將所有由透明塑料(如PS、PC等)或由劣質回收MMA所製成的板材統稱為有機玻璃。亞克力(有機玻璃)材料表面光潔度好,可以列印出透明和半透明的產品。目前,利用亞克力材質,可以列印出牙齒模型用於牙齒矯正的治療。
(4)尼龍鋁粉材料(Alumide)
尼龍鋁粉就是在尼龍的粉末中摻雜一部分鋁粉,通過SLS技術進行列印,使列印出的成品具有金屬的光澤。當鋁粉含量從0增大到50%時,所製成品的熱變形溫度、拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量及硬度比單純尼龍燒結件分別提高了87℃、10.4%、62.1%、122.3%及70.4%。此外,燒結件的拉伸強度、斷裂伸長率、沖擊強度也隨著鋁粉平均粒徑的減小而增大。這種材料經常用於裝飾品和首飾的創意產品的列印中。
(5)陶瓷粉末(Ceramic)
陶瓷粉末採用SLS進行燒結。上釉陶瓷產品可飢扮以用來盛食物,很多人用陶瓷來列印個性化的杯子。當然3D列印並不能完成陶瓷的高溫燒制,需要在列印完成之後進行高溫燒制。
(6)樹脂材料(Resin)
樹脂通常是指受熱後有軟化或熔融范圍,軟化時在外力作用下有流動傾向,常溫下是固態、半固態,有時也可以是液態的有機聚合物。一般不溶於水,能溶於有機溶劑。樹脂按來源可分為天然樹脂和合成樹脂;按其加工行為又有熱塑性樹脂和熱固性樹脂之分。樹脂是SLA光固化成型的重要原料,其變化種類很多,有透明的、半固體狀的,可以製作中間設計過程模型。由於其成型精度比FDM高,因此可以作為生物模型或醫用模型。
(7)不銹鋼材料(Stainless Steel)
不銹鋼以其漂亮的外觀、耐腐蝕的特性、不易損壞的優點,越來越受到人們的喜愛。鍋碗瓢盆、城市雕塑、建築、洞派裝修居室等使用不銹鋼的越來越多。不銹鋼堅硬,而且有很強的牢固度。不銹鋼粉末採用SLM技術進行3D燒結,可以選用銀色、古銅色及白色。不銹鋼可以製作模型、現代藝術品以及很多功能性和裝飾性的用品。不銹鋼3D列印技術最成熟的是東莞大唐盛世-金屬3D列印工廠了,多年來一直專注於金屬3D列印材料的應用。
(8)彩色列印材料
彩色列印有兩種情況,一種是兩種或多種顏色的相同或不同的材料從各自的噴嘴中擠出,最常用的是消費級的FDM雙噴嘴的列印機,通過兩種或多種材料的組合來形成有限的色彩組合。另外一種是採用噴墨列印機的原理,通過不同的染色劑的組合,和粘結劑混合注入列印材料粉末中進行凝固,理論上這種技術可以列印出「真彩」的3D物品。列印材料通常選擇樹脂、聚丙乙烯或ABS。2.特殊3D列印材料介紹
隨著技術的發展和應用范圍的擴大,出現了一些特殊的3D列印材料。
(1)人造骨粉
如果人體的骨頭不幸受傷,那麼傳統的骨頭移植手術會使用病患者其他部位的骨頭或是利用陶瓷來代替。最近,加拿大有一所大學正在研發「骨骼列印機」,利用3D列印爛顫灶技術,將人造骨粉轉變成精密的骨骼組織。骨骼列印機使用的材料是一種類似於水泥的人造粉未薄膜,也叫「人造骨粉」。列印機會在用骨粉製作的薄膜上噴灑一種酸性葯劑,使薄膜變得堅硬。這個過程會一再重復,形成一層又一層的粉質薄膜。最後,精密的「骨骼組織」就被創造出來。
(2)巧克力等食品級原料
巧克力、可可粉、砂糖甚至肉製品都可以作為3D列印材質來「列印」美味食品。3D食物列印機是一種可以把食物「列印」出來的機器。它使用的不是墨盒,而是把食物的材料和配料預先放入容器內,再輸入食譜,按下程序開關,餘下的烹製程序會由它去做,輸出來的不是一張又一張的文件,而是真正可以吃下肚的食物。
由國外一家「科學實驗室」製作完成的砂糖3D列印機CandyFab 4000 通過噴射加熱過的砂糖,可以做出美味又好看的甜品。還用改進的3D列印技術列印出的鮮肉讓人又驚又喜。列印肉關鍵在於原材料的調配,「3D肉」利用實驗室培養出來的細胞介質生成的類似鮮肉的替代物質,用水基溶膠為粘合劑,再配合特殊的糖分子結構製成。這可以說是目前「最美味可口」的3D列印材質了。
(3)生物細胞
作為一種生物製造技術,細胞的3D列印是其中的技術基石。通過3D列印技術將細胞作為材料層層列印在生物支架(基質)材料上,通過准確定位,形成具備生物特性的組織。
如果細胞列印進展順利,那麼人類的健康問題將得到極大的改善。這些具備生物特性的組織不僅可以作為很好的醫學研究工具,還可以根據病體的需要進行器官移植和修復,用來進行葯物篩選的試驗,製作葯物研發領域的葯物篩選模型,彌補現階段蛋白篩選直接到動物體篩選的技術缺失,提高葯物篩選率,大大縮短新葯的研發時間。這項技術一旦成熟那麼離3D列印克隆人就不遠了。
3. SLA光固化3D列印技術
近幾年來,隨著3D列印行業的發展,SLA光固化3D列印機和光敏樹脂的價格逐漸下降,成為製作工業原型、顯示模型、動畫手辦等應用的最佳選擇之一。今天,縱維立方你去普及SLA光固化3D列印技術。有興趣的朋友不妨看看!SLA(立體光刻設備技術),用特定波長和強度的紫外光聚焦在光學樹脂材料表面,照射過程從點到線,線到面,逐層固化,直到印刷產品完成,平台升起。
2.鞋類製造:3D列印鞋模,尺寸70x180x130mm,採用SLA生產工藝簡單,列印速度很快,一雙鞋不到11小時,成品表面很光滑。
3.電子行業:3D列印電子產品外殼。該模型採用光敏樹脂材料印刷,層厚0.05毫米。整個印刷過程非常順利,只需20小時即可完成印刷。並且成品印刷精度高,後期打磨上色,整體效果更顯著。
4. 光敏樹脂3D列印機優缺點
3D列印光敏樹脂材料之所以被廣泛應用,其優點:它具有固化速度快、固化程度高、高的光敏感性、濕態強度高等特性,在3D列印機的支持下能提高產品的尺寸精度、表面質量、可靠性和恆定性等,尤其適合在精密材料加工、鑄模製造業中使用。缺點是:材料比較脆,列印後會有點形變。Stratasys通過混合兩種或多種基本樹脂得到成百上千的材料混合,實現全面色彩功能、肖氏硬度 A 值和其他特性,列印出的產品品質優異,擁有無與倫比的逼真度,網路這方面的資料很多。