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什么是3D打印以及3D打印制造流程詳解

什么是3D打印以及3D打印制造流程詳解

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【摘要】:
3D打印(又稱為快速原型制作或3D打印)是一種將材料層層堆積起來以創建實體的新型制造技術。盡管市面上有許多不同的3D打印技術,但無論最終零件是快速原型還是最終功能零件,一般3D打印原理大致相同不會改變。

3D打印(又稱為快速原型制作或3D打印)是一種將材料層層堆積起來以創建實體的新型制造技術。盡管市面上有許多不同的3D打印技術,但無論最終零件是快速原型還是最終功能零件,一般3D打印原理大致相同不會改變。

從最初的CAD設計到3D打印的零件,3D打印遵循一系列常規步驟

3D打印制造流程

1、建模軟件設計

生成數字模型是3D打印過程的第一步。生成數字模型的最常見方法是利用計算機輔助設計軟件(CAD)。 有大量與3D打印兼容的免費和專業的CAD程序。逆向工程也可以用于通過3D掃描生成數字模型。

在進行3D打印設計時,必須考慮幾個設計注意事項。這些通常集中在特征幾何形狀限制和支撐或逃生孔要求上,并且會隨技術的不同而不斷變化。

2、STL文件轉換和操作

與傳統制造方法不同,3D打印過程中的關鍵階段是要求將數字模型文件轉換為STL(立體光刻)文件。STL使用三角形(多邊形)來描述對象的立體參數信息。在將模型轉換為STL文件之前,應考慮幾個模型限制,包括物理尺寸,水密性和多邊形數量。

一旦生成了STL文件,該文件就會導入到切片軟件中進行處理。該程序將STL文件轉換為Gcode代碼。Gcode代碼是一種數控(NC)編程語言。它用于計算機輔助制造(CAM)中,以控制自動化機床(包括CNC機床和3D打印機)。切片器程序還允許設計人員自定義構建參數,包括支撐,層高和零件方向。

3、3D打印過程

未進行后處理的3D打印模型成品

3D打印機通常由許多小而復雜的零件組成,因此正確的維護和校準對于產生精確的打印至關重要。在這一階段,打印材料也被加載到3D打印機中。3D打印中使用的原材料通常具有保質期,并且需要小心處理。雖然某些過程提供了回收多余3D打印材料的能力,但如果不定期更換,重復使用會導致材料性能下降(比如受潮引發拉絲)。

一旦開始打印,無需監視3D打印機的運轉。3D打印機將遵循自動化流程,通常僅在機器用完材料或軟件出現錯誤時才會出現報警。

4、去除3D打印支撐

利用夾鉗從SLA 3D打印模型中去除支撐

對于某些3D打印技術,去除3D打印模型支撐就像將打印好的模型直接從打印平臺拿出來一樣簡單。對于其他更工業化的3D打印方法,去除支撐是一項特定工作流程,涉及精確地提取打印模型對象,同時仍將其封裝在構建材料中或附著在3D打印平臺上。這些方法需要復雜的拆卸程序,熟練的機器操作員以及安全設備和受控環境。

5、3D打印后處理過程

用3D打印機制作的創意的名片夾

后處理程序再次因3D打印機技術而異。SLA 3D打印技術要求在模型處理之前要在紫外線下固化,金屬零件通常需要在烤箱中消除應力,而FDM技術制作的零件可以直接手動處理。大多數3D打印模型都可以打磨,并采用其他后處理技術(包括高壓空氣清潔,拋光和著色)來準備最終使用的3D打印模型。

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