2. 立體光固化成型工藝(SLA):以光敏樹脂作為材料,在系統(tǒng)控制下紫外激光將對(duì)液態(tài)的光敏樹脂進(jìn)行掃描從而讓其逐層凝固成型。液槽中會(huì)先盛滿液態(tài)的光敏樹脂,氦—鎘激光器或離子激光器發(fā)射出的紫外激光束在計(jì)算機(jī)的操縱下按工件的分層截面數(shù)據(jù)在液態(tài)的光敏樹脂表面進(jìn)行逐行逐點(diǎn)掃描,這使掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生聚合反應(yīng)而固化從形成工件的一個(gè)薄層。

3. 選擇性激光燒結(jié)工藝(SLS):SLS工藝使用的是粉末狀材料,激光器在計(jì)算機(jī)的操控下對(duì)粉末進(jìn)行掃描照射而實(shí)現(xiàn)材料的燒結(jié)粘合,就這樣材料層層堆積實(shí)現(xiàn)成型。先采用壓輥將一層粉末平鋪到已成型工件的上表面,數(shù)控系統(tǒng)操控激光束按照該層截面輪廓在粉層上進(jìn)行掃描照射而使粉末的溫度升至熔化點(diǎn),從而進(jìn)行燒結(jié)并于下面已成型的部分實(shí)現(xiàn)粘合。

4. 三維印刷工藝(3DP):工作原理類似于噴墨打印機(jī),與SLS工藝也有著類似的地方,采用的都是粉末狀的材料,如陶瓷、金屬、塑料,但與其不同的是3DP使用的粉末并不是通過(guò)激光燒結(jié)粘合在一起的,而是通過(guò)噴頭噴射粘合劑將工件的截面“打印”出來(lái)并一層層堆積成型的。 5. 熔融沉積成型工藝(FDM):將絲狀的熱熔性材料(通常為ABS或PLA材料)進(jìn)行加熱融化,通過(guò)帶有微細(xì)噴嘴的擠出機(jī)把材料擠出來(lái),熔融的絲材被擠出后隨即會(huì)和前一層材料粘合在一起。一層材料沉積后工作臺(tái)將按預(yù)定的增量下降一個(gè)厚度,然后重復(fù)以上的步驟直到工件完全成型。這是常見的3D打印機(jī),現(xiàn)在價(jià)格只要幾千元,也是進(jìn)入家庭和個(gè)人工作室(創(chuàng)客)多的3D打印設(shè)備。也稱為桌面型3D打印機(jī)。

1. 3D幾何的表達(dá):現(xiàn)在的基于點(diǎn)和三角網(wǎng)格的表達(dá),或者基于NURBS曲面表達(dá)的3D形狀是適合于數(shù)控加工(減材制造)的;我們認(rèn)為,隱式曲面在增材制造方面具有系列良好的優(yōu)點(diǎn),切片計(jì)算快,幾何計(jì)算簡(jiǎn)單等。我們正在研究基于隱式曲面的幾何表達(dá)用于3D打印的廣泛應(yīng)用。 2. 組合材料:材料的不同組合能得到不同物理特性的物體,組合優(yōu)化也是是幾何的空間分布優(yōu)化;不同的組合材料、功能材料、梯度材料的設(shè)計(jì)與優(yōu)化,使用多重材料混合打印是個(gè)值得探索的方向。