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一张图全面了解3D打印技术和材料

2015-12-14 14:22
龙凰
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  对于新手来说,3D打印技术似乎有点让人眼花缭乱,这么多的不同技术,这么多的材料,很难找到该从哪里着手入门。为此,谷歌公司的前3D设计实验室负责人Noah Fram-Schwartz就帮我们捋了一下这中间的脉络,制作了一张相当有用的图表,里面包括了3D打印(或者增材制造)领域中最常见的材料,主要的技术以及与该技术相关的主要厂商等(主要是工业级厂商)。

  “解释清楚不同类型的增材制造(AM)工艺是很困难的,因为不同技术之间使用的材料和硬件往往是重叠的。”Fram-Schwartz说:“所以我制作了这张图,使得这些看似复杂的相关关系在初涉该领域的人眼里能够一目了然。”

  要熟悉各种增材制造工艺,最重要的是先了解不同技术中使用的材料。Fram-Schwartz的图表将其分解成三大类:液体、粉末和板材。这里的液体包括了熔化的塑料、玻璃或金属等。固体塑料树脂是在3D打印工艺中最便宜、最常见的材料。一般来说固体塑料会以颗粒或者线材的形态被送入3D打印机,通过高温熔融,然后以液态的形式逐层挤出沉积。一旦液体被沉积到打印平台,它必须被快速固化或硬化,这样下一层才能堆积在它上面。

  此外,在3D打印中使用的另一类塑料一般是液态的光敏聚合物。这种材料顾名思义就是当暴露在紫外线中时会改变其结构和形态,简单地说就是会被特定的光线照射后硬化。取决于光聚合物类型的区别,可以使用的不同光照射方法包括:立体光刻(SLA)、数字光投影(DLP)或多射流成型(MJM)等。不过Fram-Schwartz指出,这些材料由于其感光的特性很容易受到热和光的影响,因此它们通常不会被用于制造最终的产品或者零部件。

  粉末材料主要在金属增材制造供使用。一般的工艺原理是用激光或者电子束高温熔化粉末材料,或者使用液体粘合剂将其粘接在一起。涉及的3D打印技术包括电子束熔融(EBM)、选择性激光烧结(SLS)、直接金属激光烧结(DMLS)和粘合剂喷射(BJ)。

  最后,还有一种被称为片材层压的增材制造技术。这种技术涉及到逐层铺设成张的纸或者金属片材,然后以粘合剂(纸)或者焊接(金属)的方式粘结在一起。使用片材层压的焊接金属的工艺被称为超声波增材制造(UAM),而使用纸张的则被称为分层实体制造(LOM)。

  不过,Fram-Schwartz指出,每种3D打印技术都有其局限性。除了MJM、FDM和LMD(激光金属沉积)技术之外,大多数3D打印对象都只能由一种材料形成。还有一些技术,如SLA、DLP、EBM和DMLS,还需要支撑材料以保证其在打印过程中不会变形或者塌缩。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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