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3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、和产业、教育、地理信息系统、土木工程、以及其他领域都有所应用。
大多数人认为CNC加工基本上可以制作所有物品。但事实上有时在制作一个具有高复杂程度的零件前还需要制造新设备。这是金属3D打印的主要优点——它几乎可以没有限制地制造复杂造型的的物品。使用金属3d打印的优点有:
1、3D打印机可以比传统制造方法更快制造复杂细节。
2、成本比传统制造方法更低。
3、根据所选技术,可以制作具有微小的细节的精细物品。
4、可以组合3D打印细节,节省时间和金钱。
5、更复杂的组成意味着在不牺牲强度的前提下,零件重量可以更轻。这也是为什么3D打印零件在航天工业中需求量这样大。
6、金属3D打印几乎不浪费材料。
金属3D打印的基本概念:
金属3D打印技术的核心思想起源19世纪末的美国,但是直到20世纪80年代中期才有了雏形,1986年美国人Charles Hull发明了3D打印机。我国是从1991 年开始研究3D打印技术的,2000年前后,这些工艺开始从实验室研究逐步向工程化、产品化方向发展。当时它的名字叫快速原型技术(RP),即开发样品之前的实物模型。现在也有叫快速成型技术,增材制造。但为便于公众接受,把这种新技术统称为3D打印。 3D打印是快速成型技术的一种,它是一种以数字模型设计为基础,运用粉末状金属或树脂等可粘合材料,通过逐层“增材”打印的方式来构造三维物体的技术。金属3D打印被称作“上个世纪的思想和技术,这个世纪的市场”。
3D打印技术又名快速成型、实体自由成型、增材制造等,是基于离散-堆积原理,在计算机协助下通过层层堆积形成三维实体的有别于传统减材制造的制造方法。
而工程塑料具有很多的性能,通过改性增强强度的工程塑料甚至可以直接替代金属用于各类复杂的构件,因为成本较低且更轻便,使得工程塑料材料在3D打印制造中被广泛应用。
此外,工程塑料还可以避开缺陷向复合化、功能化方向发展,特别是实现多元材料复合,进而赋予塑料特定功能,工程塑料这一可“改造”性强的优点,也更能适应3D打印技术的需求。
3D打印机已经是一个非常成熟、好用的工具,文创工作室、创客、爱好者、设计师群体很多人已经用起来。即使是经常使用的朋友,恐怕也难以避免打印模型出现质量不佳的情况,比如翘边、错层、飞丝等,3D打印模型打印出来的模型并不能让人满意。如何优化FDM 3D打印效果?通常情况下,按步骤做下面几个检查,能解决大部分问题。
重新做调平。用A4纸来测量距离。对于自动调平的机型如果出现这种情况,就有可能是定位传感器出现了偏差,这里就不建议用户手动调节了,好联系厂商来解决。
翘边没粘牢 重新做调平。笔者前些天3D打印一个盒子,打印还没完成就出现底部一个角翘起来的情况,底面并不平整。这是由于塑料材质的热应力,在固液相变的过程中应力没有释放,通常会出现形变。3D打印的底面出现形变,原因就是底板和打印的层没有粘贴牢固,很有可能是喷嘴与底板的距离太远,超过了打印层厚。
边缘翘起是3D打印中经常遇到的问题。另一种相反的情况,是喷嘴与底板的距离太近,尽管不影响挤出但比准确距离还是有更大的压力,导致模型与底板粘贴过紧。后果就是打印完毕后很难取下模型,甚至后模型撕裂了而首层仍然没有与底板分开,或者是底板的美纹纸撕开紧紧粘在模型底部。这都不是理想中的结果。
粘贴过紧难以取下 甚至有时会一层层撕开。遇到这种情况,我们要做的就是重新对3D打印机做调平,确保调平点与喷嘴之间刚好能够滑动一张A4纸。更细的描述,就是“滑动时纸张略微受到阻力,但仍然能够自如地从间隙中抽出”,这时喷嘴与打印底板之间有理想的距离。
威立三维公司利用3D打印技术制造出了长达2米的完整汽车仪表盘。它长2m,宽5,高70cm,是由20多个打印的零部件无缝拼接而成的,之后还经过了打磨、包胶、电镀、喷漆、攻丝、拼接6种工艺处理,误差值1,工艺,细节考究。强度与精度两全其美。汽车仪表盘的细长类零件,需要分段切割才能在缸体内进行有效烧结成型,为便于后续有效地拼接和紧固,我们采用“鸠尾”的切口形状,这样拼接后能接口在平面方向的强度。拼接时,采用化学药剂进行粘接,然后打磨,以其强度和精度不亚于一体式打印结果。整个制造仅耗时不到1周,与传统工艺相比缩短了80%,节约了66%的人工成本和45%的制造成本。
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