侵权投诉
搜索
更多>> 热门搜索:
订阅
纠错
加入自媒体

3DP三维印刷成型:3D打印的彩色世界

2017-03-28 09:56
Radow
关注

今天为你带来的是3DP技术。3DP技术由麻省理工学院的Emanual Sachs教授团队于1993年发明。基于这项技术,Sachs教授在3D打印领域里获得了40多项专利,并开创了一个全新的产业。这项技术广泛应用于电子产品的陶瓷部件、金属模具、医疗装置等领域。

3DP成型同样受到国内学者的关注。西安交通大学、天津大学、清华大学、中国科技大学、华中理工大学等国内高校对3DP工艺看展了深入研究,并在一些领域形成了自己的特点。

1 3DP技术原理

三维印刷成型(Three Dimensional Printing,3DP),又称为喷墨粘粉式技术、粘合剂喷射成型,美国材料与测试协会增材制造技术委员会(ASTMF42)将3DP的学名定为Binder Jetting(粘合物喷射)。3DP技术由美国麻省理工大学的Emanuel M.Sachs和John S.Haggerty等人发明,1989年提交专利申请,1993年被授权专利。1995年,麻省理工学院把3DP技术授权给Z Corporation公司进行商业应用。Z Corporation公司在得到3DP技术的授权后,自1997年以来陆续推出了一系列3DP打印机,后来该公司被3D Systems收购,并被开发成为了3D Systems的ColorJet系列打印机。

下图为Z Corp的一款产品,以淀粉掺蜡或环氧树脂为粉末原料打印而成。

Zcorp Z860

3DP打印技术使用的原材料主要是粉末材料,如陶瓷、金属、石膏、塑料粉末等。利用粘合剂将每一层粉末粘合到一起,通过层层叠加而成型。与普通的平面喷墨打印机类似,在粘合粉末材料的同时,加上有颜色的颜料,就可以打印出彩色的东西了。3DP技术是目前比较成熟的彩色3D打印技术,其他技术一般难以做到彩色打印。和许多激光烧结技术类似,3DP也使用粉床(powder bed)作为基础,但不同的是,3DP使用喷墨打印头将粘合剂喷到粉末里,而不是利用高能量激光来融化烧结。

3DP打印机的内部构造(图片来源:南极熊)

3DP设备在控制系统的控制下,喷粉装置在平台上均匀地铺一层粉末,喷粉打印头负责X轴和Y轴的运动,按照模型切片得到的截面数据进行运动,有选择地进行粘合剂喷射,最终构成平面图案。在完成单个截面图案之后,打印台下降一个层厚单位的高度,同时铺粉辊进行铺粉操作,接着再次进行下一次截面的打印操作。如此周而复始地送粉、铺粉和喷射粘合剂,最终完成三维成型件。

3DP粉末粘合成型工艺(图片来源:南极熊)

2 优势&限制

如今在众多金属激光烧结的3D打印机主导市场的情况下,3DP技术虽然占有市场份额较小,但却依然在金属增材制造中扮演着重要角色。然而经常有声音质疑,在激光烧结等技术愈发成熟的情况下,3DP技术是否还有竞争力。我们认为,3DP技术很好的弥补了一些其他技术的不足,并填补了金属3D打印的一些空白。

优势

1.  3DP技术色彩丰富,可选择的材料种类很多,是一种具有24位全彩打印能力的技术。这也是该技术最具竞争力的特点之一。

2.  3DP技术虽然有粉床但是没有粉床熔融的过程,在成型过程中不会产生残余应力,因此3DP便可完全通过粉床来支撑悬空结构,而不需要支撑结构(与SLS类似)。

3.  3DP的喷头可以进行阵列式(2D array)扫描而非激光点扫描,因此打印速度快,能够实现大尺寸零件的打印。

4.  没有激光器,设备价格较为低廉

基于3DP打印技术设备的阵列式喷头(图片来源:ExOne)

1  2  下一页>  
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。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号