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SLA(Stereolithography)光固化成型
據(jù)維基百科記載,1984年的第l一臺(tái)快速成形設(shè)備采用的就是光固化立體造型工藝,現(xiàn)在的快速成型設(shè)備中,以SLA的研究較為深入,運(yùn)用也很為廣泛。平時(shí)我們通常將這種工藝簡(jiǎn)稱“光固化”,該工藝的基礎(chǔ)是能在紫外光照射下產(chǎn)生聚合反應(yīng)的光敏樹脂。
與其它3D 打印工藝一樣,SLA 光固化設(shè)備也會(huì)在開始“打印”物體前,將物體的三維數(shù)字模型切片。然后電腦控制下,紫外激光會(huì)沿著零件各分層截面輪廓,對(duì)液態(tài)樹脂進(jìn)行逐點(diǎn)掃描。被掃描到的樹脂薄層會(huì)產(chǎn)生聚合反應(yīng),由點(diǎn)逐漸形成線,終形成零件的一個(gè)薄層的固化截面,而未被掃描到的樹脂保持原來(lái)的液態(tài)。
SLS(Selective Laser Sintering)選擇性激光燒結(jié)成型
數(shù)字模型分層切割與逐層制造是3D 打印工藝的基礎(chǔ),這里往后就不再贅述了。除此之外,SLS 工藝與SLA 光固化工藝還有相似之處,即都需要借助激光將物質(zhì)固化為整體。不同的是,SLS 工藝使用的是紅外激光束,材料則由光敏樹脂變成了塑料、蠟、陶瓷、金屬或其復(fù)合物的粉末。
先將一層很薄的原料粉未鋪在工作臺(tái)上,接著在電腦控制下的激光束通過(guò)掃描器以一定的速度和能量密度,按分層面的二維數(shù)據(jù)掃描。激光掃描過(guò)的粉末就燒結(jié)成一定厚度的實(shí)體片層,未掃描的地方仍然保持松散的粉末狀。
結(jié)合3D打印和傳統(tǒng)加工制造有什么好處?節(jié)省時(shí)間和生產(chǎn)成本
3D打印可以作為傳統(tǒng)制造加工的重要補(bǔ)充理由之一是可以減少材料浪費(fèi)。傳統(tǒng)制造加工或銑削通常使用一塊原材料,從該原材料中根據(jù)模型外觀不斷削減材料。這意味著削減下來(lái)很多材料將無(wú)法重復(fù)使用,但是很多3D打印技術(shù)卻可以按需使用材料,避免造成浪費(fèi)。
甚至有些機(jī)械加工產(chǎn)品直接將3D打印和CNC加工結(jié)合在一起。例如制作一個(gè)零件時(shí)每隔10層利用3D打印制作,再使用一臺(tái)傳統(tǒng)加工機(jī)器來(lái)鉆出高度精l確的管路。該解決方案意味著交貨時(shí)間縮短了10周!這樣大大降低了生產(chǎn)成本。除此之外,同時(shí)使用這兩種制造技術(shù)為人們提供新的設(shè)計(jì)解決方案。現(xiàn)在可以把單一復(fù)雜零件作為一個(gè)整體生產(chǎn),從而完全省去了組裝時(shí)間,又降低了成本。
金屬3D打印為技術(shù)和商業(yè)開啟了一個(gè)全新的制造能力的世界。它消除了制造工具的需求,從而極大地降低了每個(gè)部件的成本,并通過(guò)增材過(guò)程提供了幾何自由度。此外,3D打印金屬提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化,因?yàn)榇蛴C(jī)可以從設(shè)計(jì)文件自動(dòng)生產(chǎn)金屬件。
世界頂l尖的制造商們已經(jīng)在利用這項(xiàng)金屬3D打印技術(shù)打印快速金屬原型或按需打印替換零件。
但這一切是如何運(yùn)作的呢?我們請(qǐng)到了應(yīng)用工程師Tripp Burd帶領(lǐng)我們完成了Markforged metal 3D打印的整個(gè)過(guò)程,從設(shè)計(jì)到功能金屬部件。
金屬3D打印過(guò)程中的三個(gè)主要步驟是打印、清洗和燒結(jié)。每一步都是單獨(dú)的全新領(lǐng)域,使得金屬3D打印從傳統(tǒng)制造中脫穎而出。