人们将3D打印技术称作“上上个世纪的思想,上个世纪的技术,这个世纪的市场”,因为自19世纪末起源于美国,到20世纪80年代出现成熟的技术方案,直至今天技术逐渐走向成熟,3D打印带来的新技术、新创意、新应用,以及呈指数暴增的市场份额,都让人感受到3D打印技术的春天。

面对众多的3D打印技术,各位小伙伴是不是有点hold不住了?没关系,下面用动图方式为你呈现其原理,把高大上的3D打印技术拉下神坛!

给大家分享的是3D打印原理高分子篇,主要介绍SLA、CLIP、3DP、PolyJet和FDM五大技术。

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(1)

1.SLA(StereoLithography)

SLA即光固化成型技术,属于快速成型技术的一种,指利用紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应,使之由点到线、由线到面的顺序凝固,从而完成一个层截面的绘制工作,然后在垂直方向上升降打印台一个层厚单位的高度,接着再照射固化下一个层面,这样循环来逐层固化并生成三维实体的成型方式,SLA制备的工件尺度精度高,是最早发展起来的快速成型技术,也是目前研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的快速成型技术之一。

紫外激光源

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(2)

光固化反应

2.CLIP(ContinuousLiquid Interface Production technology)

CLIP即连续液体界面提取技术,此技术依赖于特殊的透明透气“窗户”,供光和氧气进入。是在Carbon 3D公司在SLA技术的基础上开发的具有革命性的3D打印技术,将3D打印的速度提高了100倍!CLIP从底部投影,使光敏树脂固化,不需要固化的部分通过控制氧气,形成死区,抑制光固化反应而保持稳定的液态区域,这样就保证了固化的连续性。

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(3)

光固化反应

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(4)

氧气抑制光固化过程

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(5)

光固化死区演示

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(6)

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(7)

CLIP成型过程

3.3DP(Three-DimensionalPrinting)

3DP即三维打印快速成型技术,其与传统二维喷墨打印接近,从喷头喷出粘结剂(彩色粘结剂可以打印出彩色制件),将平台上的粉末粘结成型,通常用采用石膏粉作为成型材料。3DP技术目前主要应用有两个:全彩3D打印及砂模铸造。

以下是用3DP技术进行砂模铸造的过程:

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(8)

粘结剂喷射

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(9)

加热固化

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(10)

打印成型

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(11)

铸造成型

4.PolyJet

PolyJet即聚合物喷射技术,其成型原理类似3DP技术,但喷射的不是粘合剂而是光固化树脂,喷射完成后通过紫外光照射固化成型。

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(12)

PolyJet成型原理

PolyJet采用阵列式喷头,甚至可以同时喷射不同材料,实现多种材料、多色材料同时打印。

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(13)

PolyJet打印过程

5.FDM(FusedDeposition Modeling)

FDM即熔融层积技术,利用高温将材料熔化,通过打印头挤出成细丝,在构件平台堆积成型。FDM是最简单也是最常见的3D打印技术,通常应用于桌面级3D打印设备。

以下是FDM技术的工作原理:

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(14)

模型处理

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(15)

耗材挤出成型

3d打印技术分类及原理说明(3D打印原理究竟如何)(16)

逐层打印过程

由此可见,3D打印需要至少包括信息技术、精密机械和材料科学三大技术,所以3D打印技术应该被称为“信息化增材制造技术”或“数字化增材制造技术”更准确。

,