新浪博客

六种种常见3D打印技术及其优缺点对比

2017-08-03 15:42阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/6260438615

六种种常见3D打印技术及其优缺点对比

原创 2017-07-10 尊诺科技 尊诺科技


3D打印技术即增材制造技术，是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造。这使得产品的设计生产周期大大缩短，生产成本大幅下降。


常用3D打印技术
FDM(Fused DepositionModeling，熔融沉积)


SLA(Stereo LithographyApparatus，光敏树脂选择性固化)


SLS(Selective LaserSintering，粉末材料选择性激光烧结)
3DP(3Three DimensionPrinting，3D喷射打印)


六种种常见3D打印技术及其优缺点对比

六种种常见3D打印技术及其优缺点对比


FDM(熔融沉积)
原理：将丝状的热熔性材料进行加热融化，通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来。熔融的丝材被挤出后随即会和前一层材料粘合在一起。一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度，然后重复以上的步骤直到工件完全成型。


FDM(熔融沉积)的优缺点


优点：


操作简单，维护成本低，系统运行安全。可以使用无毒的原材料，设备系统可在办公环境中安装使用。


工艺干净、简单、易于操作且不产生垃圾。


独有的水溶性支撑技术，使得去除支撑结构简单易行，可快速构建瓶状或中空零件以及一次成型的装配结构件。


原材料以材料卷的形式提供，易于搬运和快速更换。


可选用多种材料，如聚乳酸、各种色彩的工程塑料ABS、PA、PP、PE、PC、PPSF以及医用ABS等。


缺点：


成型精度相对SLA工艺较低


成型表面光洁度不如SLA工艺。


成型速度相对较慢。
SLA/DLP(光固化技术 )


立体光固化成型工艺(Stereolithography Apparatus，SLA)，又称立体光刻成型。该工艺最早由Charles W.Hull于1984年提出并获得美国国家专利，是最早发展起来的3D打印技术之一。Charles W.Hull在获得该专利后两年便成立了3D Systems公司并于1988年发布了世界上第一台商用3D打印机SLA-250。SLA工艺也成为了目前世界上研究最为深入、技术最为成熟、应用最为广泛的一种3D打印技术。


六种种常见3D打印技术及其优缺点对比
图：SLA(光固化技术)原理图


原理：液槽中会先盛满液态的光敏树脂，氦—镉激光器或氩离子激光器发射出的紫外激光束在计算机的操纵下按工件的分层截面数据在液态的光敏树脂表面进行逐行逐点扫描，这使扫描区域的树脂薄层产生聚合反应而固化从形成工件的一个薄层。


当一层树脂固化完毕后，工作台将下移一个层厚的距离以使在原先固化好的树脂表面上再覆盖一层新的液态树脂，刮板将粘度较大的树脂液面刮平然后再进行下一层的激光扫描固化。


SLA(光固化技术 )的优缺点


优点：


1.成型过程自动化程度高。


2.尺寸精度高,SLA原型的尺寸精度可以达到±0.02mm。


3.表面质量优良。


4.系统分辨率较高，可以制作结构比较复杂的模型或零件。


缺点：


1.零件较易弯曲和变形，需要支撑。


2.设备运转及维护成本较高。


3.可使用的材料种类较少。


4.液态树脂具有气味和毒性，并且需要避光保护。


5.打印后零件较脆、易断裂。


3.SLS /SLM( 粉末烧结技术 )

选择性激光烧结工艺(Selective Laser Sintering，SLS)，该工艺最早是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于1989年在其硕士论文中提出的，随后C.R.Dechard创立了DTM公司并于1992年发布了基于SLS技术的工业级商用3D打印机Sinterstation。
六种种常见3D打印技术及其优缺点对比



原理：选择性激光烧结加工过程是采用铺粉棍将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面，并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉末上扫描，使粉末的温度升至熔化点，进行烧结，并与下面已成型的部分实现粘结。当一层截面烧结完成后，工作台下降一个层的厚度，铺料辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型。
SLS（选择性激光烧结 )的优缺点


优点：


1.无需设计SLA模式那样的支撑。


2.成型材料范围广。


3.成型产品强度较好，介于铸造与锻造之间


缺点：


1.设备成本非常高


2.成型过程中会产生有毒的气体


3.成型表面较粗糙有配合的面需要二次处理
4.3DP( 3D 喷射打印技术 )


聚合物喷射技术是以色列Objet公司于2000年初推出的专利技术，PolyJet技术也是当前最为先进的3D打印技术之一，它的成型原理与3DP有点类似，不过喷射的不是粘合剂而是聚合成型材料，如图所示为PolyJet聚合物喷射系统的结构：


六种种常见3D打印技术及其优缺点对比
图：3DP(3D喷射打印技术)原理图


原理：3D打印材料以超薄层被喷射到构建托盘上，用紫外线固化，并且可以同时喷射两种不同机械特性的材料。完成一层的喷射打印和固化后，设备内置的工作台会极其精准地下降一个成型层厚，喷头继续喷射光敏聚合材料进行下一层的打印和固化。就这样一层接一层，直到整个工件打印制作完成。


3DP(3D喷射打印技术)的优缺点


优点：


同时制作两种及以上材料组合件。


皮革纹理清晰，尤其适合内饰件试制(方向盘、扶手、排档等)。


密封条、密封圈试制。


一次性制作复杂分总成零件。


更细致表现细节。


内外饰小模型制作。


缺点：


材料强度受限制

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享