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3d打印的基本概念和工作原理?

3d打印是最近兩年開始流行的壹種快速成形技術,它以數字模型文件為基礎,通過逐層打印的方式來構造物體,3d打印機的工作原理是以壹種數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。

3d就是立體的意思,意思就是打印出來的是壹個立體的實物,這個是有別於傳統的打印僅僅打印文字圖像,3D打印機技術是壹類制造技術,能夠很容易的把電腦中的構圖變為現實。

3D打印需要壹個實物模型,就是虛擬化的建模,通過專業軟件切片,然後用打印機逐層打印,通過壹層層打印疊加來完成。

3D打印的核心原理:增材制造、快速成型、個性化。

壹、3D打印技術簡介

3D打印技術出現在20世紀90年代中期,實際上是利用光固化和紙層疊等技術的最新快速成型裝置。3D打印,即快速成型技術的壹種,它是壹種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。

過去其常在模具制造、工業設計等領域被用於制造模型,現正逐漸用於壹些產品的直接制造。特別是壹些高價值應用(比如髖關節或牙齒,或壹些飛機零部件)已經有使用這種技術打印而成的零部件,意味著“3D打印”這項技術的普及。

二、3D打印技術原理分析

1.三維設計

3D打印的設計過程是:先通過計算機輔助設計(CAD)或計算機動畫建模軟件建模,再將建成的三維模型“分割”成逐層的截面,從而指導打印機逐層打印。

設計軟件和打印機之間協作的標準文件格式是STL文件格式。壹個STL文件使用三角面來大致模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是壹種通過掃描來產生三維文件的掃描器,其生成的VRML或者WRL文件經常被用作全彩打印的輸入文件。

2.打印過程

打印機通過讀取文件中的橫截面信息,用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來,再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出壹個實體。這種技術的特點在於其幾乎可以造出任何形狀的物品。

打印機打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米來計算的。壹般的厚度為100微米,即0.1毫米,也有部分打印機如ObjetConnex系列還有3DSystems‘ProJet系列可以打印出16微米薄的壹層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。用傳統方法制造出壹個模型通常需要數小時到數天,根據模型的尺寸以及復雜程度而定。而用3D打印的技術則可以將時間縮短為數個小時,當然其是由打印機的性能以及模型的尺寸和復雜程度而定的。

3D打印槍械

傳統的制造技術如註塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產品,而3D打印技術則可以以更快,更有彈性以及更低成本的辦法生產數量相對較少的產品。壹個桌面尺寸的3D打印機就可以滿足設計者或概念開發小組制造模型的需要。

3.完成

目前3D打印機的分辨率對大多數應用來說已經足夠(在彎曲的表面可能會比較粗糙,像圖像上的鋸齒壹樣),要獲得更高分辨率的物品可以通過如下方法:先用當前的3D打印機打出稍大壹點的物體,再稍微經過表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。