3D打印的冷知识科普(浅谈3D打印那些事儿)(1)

图1-3D打印

一、3D打印的定义

3D打印,即 three dimension printing;

“3”代表three,你可以理解成量词,意在说明三维立体;

“D”指的是“dimension”(维度),

“打印”即“printing”(打印)

3D打印是快速成型技术中的一种,又称为“增材制造”,

或称为“3DP",顾名思义就是指以增加材料的方式制造出新的物品(产品)。

二、3D打印的分类

3D打印成型技术原理有很多,常见的主要有三大类,

1. 热熔沉积成型技术(FDM, 即 Fused Deposition Modeling)、

2. 激光光固化成型技术(SLA, 即 Stereolithography)

3. 选择性激光烧结成型技术(SLS, 即 Selective Laser Sintering)

三、3D打印的成型技术原理

常见的三大类3D打印成型技术原理:

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图2-流程示意

1.热熔沉积成型技术(FDM):

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图3-FDM技术展示

采用三维建模软件绘制出三维模型数据,并将该模型进行”划分网格“处理,进而导出3D打印切片软件能够识别的格式文件(譬如,stl、obj),然后,在切片软件对该格式文件进行切片处理;切片处理即将模型按摆放位置进行纵向一层层切割分层,将模型切成若干层,最后,连接3D打印机进行打印。

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图4-热熔沉积成型示意

热熔沉积成型,顾名思义就是加热将打印材料融化并挤出,进而一层层堆叠成型。

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图5-FDM打印耗材

打印材料一般常见的有:PLA、ABS、Petg等。

2.激光光固化成型技术(SLA):

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图6-3D打印机示意

前期工作和热熔沉积成型技术大致一样,不赘述。

激光光固化成型,顾名思义就是发射激光打在对光敏感的光敏树脂上,进而一层层固化成型。

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图7-激光光固化打印示意

打印材料为对光敏感的特制光敏树脂。

3.选择性激光烧结成型技术(SLS):

前期工作和热熔沉积成型技术大致一样,不赘述。

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图8-3D打印产品

选择性激光烧结成型技术与SLA成型技术的成型原理大同小异,不同的是SLA的打印材料是光敏树脂,而SLS的打印材料是金属粉末,成型原理顾名思义就是激光打在金属粉末上,金属粉末受热,达到成型温度,进而一层层融化并固化成型。

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图9-3D打印产品示意

打印材料为特制金属粉末。

四、3D打印的应用

3D打印的应用场景十分广泛,比如,教育行业、制造业、医学领域、日常生活、航空航天等。

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图10-装耗材

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图11-制作模型1

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图12-制作模型2

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图13-制作模型3

1. 教育行业的应用场景有:

打印教学模型,辅助教学。

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图14-交流3D打印

2. 制造业的应用场景有:

在设计产品的初级阶段,快速制作产品手板进行设计验证,可大大缩短研发周期,降低产品开发成本。

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图15-打印人体模型

3.医学的应用场景有:

可在开展手术前,打印出患者的手术部位模型,进行开会研究手术开展计划,为医生提供很好的帮助,甚至还有打印人体器官,应用在人体上,挽救患者。

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图16-打印花瓶

4. 日常生活的应用场景有:

可以打印一些家庭日常用品,比如,笔筒、手机支架、卷纸架等。

5.航空航天的应用场景有:

制造一些复杂的零部件等。

五、3D打印的未来展望

3D打印的潜力是巨大的,它横跨各个领域。它有别于传统的制造方式,可与传统制造相辅相成,使得制造业更智能,更快捷,更高效。它能生产出复杂且精密的部件,可应用于汽车领域、航空航天领域、医疗领域、军事领域、工业制造领域、甚至是服装领域。

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