3D打印技術(shù)是一系列快速原型成型技術(shù)的統(tǒng)稱,其基本原理都是疊層制造。目前市場上的快速成型技術(shù)分為SLA立體平版印刷技術(shù)、SLS選區(qū)激光燒結(jié)、FDM熔融層積成型技術(shù)、DLP激光成型技術(shù)和UV紫外線成型技術(shù)等。根據(jù)不同產(chǎn)品的特性要求,如結(jié)構(gòu)大小,復(fù)雜程度和強度等,可以提供專業(yè)的3D打印方案。
一、SLA(光固化)
SLA使用紫外線固化樹脂作為原料,在樹脂槽內(nèi)倒入樹脂并將并浸入列印平臺;使用UV雷射或DLP投影器在樹脂上照射UV光。將每一層水平切面的列印范圍硬化成型,藉由平臺從容器中升起不斷堆疊,使未固化的樹脂平整直到列印完成。
SLA適合需要精密細節(jié)的復(fù)雜零件,但幾乎在所有情況下,印刷零件都需要使用支撐結(jié)構(gòu)。相比FFF后處理更複雜:需要使用異丙醇等刺激性化學(xué)品進行清潔,并且需要在UV烤箱中進行固化才能進行處理。 由于使用了刺激性化學(xué)品,需要在通風(fēng)良好的地方后處理。樹脂原料有刺鼻味、易燃且保存期限較短,新舊樹脂也不能混合使用,因此浪費材料會導(dǎo)致成本增加,材料的價格相對其他技術(shù)而言較高。
優(yōu)點
.適合形狀複雜的零件
.成品表面光滑,少有堆疊紋路
.可以呈現(xiàn)最佳細節(jié),是小型零件的理想做法
.設(shè)備有整合性且相對容易操作
.可以列印多種屬性的材料
缺點
.原料常有化學(xué)刺激性或刺鼻味及易燃性
.后處理時需要添加藥劑
.材料具有黏性,可能會弄葬環(huán)境
.通常需要支撐結(jié)構(gòu),可能會在表面留下痕跡
.在單次列印中尚無法同時使用多種材料或顏色
.與其他兩種技術(shù)相比,可列印體積相對較小
.中空零件必須準備好孔洞讓未固化的樹脂流出
二、SLS(激光粉末燒結(jié))
使用原料為粉末聚合物,將粉末儲存在容器中,機器內(nèi)部會將薄層粉末鋪平在列印范圍;再以雷射光融合材料建立單個水平層,然后再透過細微的高度升降重複堆疊完成印品;未使用完的粉末可以通過專用設(shè)備過篩后再與新的粉末混合使用。
適合設(shè)計復(fù)雜、自由度較大且不採用支撐的作品,成品表面也不產(chǎn)生層積紋理;在初期設(shè)置和維護方面,SLS是三種3D打印技術(shù)中成本較高的,設(shè)備的復(fù)雜性也需要熟練的操作者。建議使用最大體積進行列印以避免浪費粉末。由于使用高功率雷射光和及粉末原料,SLS需要考量較多的環(huán)境安全性。
優(yōu)點
.成品帶有少許粉末、沒有層積紋理
.零件具有較高的機械性能
.打印時不需要支撐材
缺點
.設(shè)備相對較大
.加工成品須配戴口罩以防粉塵吸入
.材料種類或顏色較少
.設(shè)備和材料相對價格較高,操作和維護需要初步學(xué)習(xí)
.需要處理后加工和回收粉末
.列印體積符合整個容器范圍時較劃算
三、FDM(熔融沉積)
優(yōu)點
.容易操作和維護
.與其他主要的3D列印方法相比,更加經(jīng)濟實惠且有成本效益
.相對清潔,不需要使用刺激性化學(xué)品
.設(shè)備大小可以放在桌面上
.整個過程在機器內(nèi)部進行 - 無需額外設(shè)備
.多種材料可選,也具有工程特性
.設(shè)備價格相對較低,有助縮短產(chǎn)品交期
缺點
.表面通常有堆疊紋路
.層積品質(zhì)會影響成品的物理強度