早期構(gòu)想與探索1859年,法國(guó)雕塑家弗朗索瓦?威廉姆(Fran?oisWillème)申請(qǐng)了多照相機(jī)實(shí)體雕塑(photosculpture)的,這是3D掃描技術(shù)的早期雛形。1892年,法國(guó)人JosephBlanther提出使用層疊成型方法制作地形圖的構(gòu)想,這是增材制造技術(shù)基本原理的初步探索。1940年,Perera提出類似設(shè)想,通過沿等高線輪廓切割硬紙板并層疊成型制作三維地形圖。
技術(shù)奠基與突破1972年,Matsubara在紙板層疊技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了使用光固化材料的方法,為后續(xù)的3D打印技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。1983年,美國(guó)科學(xué)家查爾斯?胡爾受紫外線使桌面涂料快速固化的啟發(fā),萌生了3D打印的想法,并發(fā)明了SLA(Stereolithography,液態(tài)樹脂固化或光固化)3D打印技術(shù),他將其稱作立體平版印刷,3D打印技術(shù)由此正式誕生。1984年,立體光刻技術(shù)(SLA)正式發(fā)明,同年查爾斯?胡爾為該技術(shù)申請(qǐng)美國(guó)專利。1986年,查爾斯?胡爾獲得了快速原型技術(shù)的,創(chuàng)建了STL文件格式,并開發(fā)出世界上臺(tái)3D打印機(jī),隨后以這種技術(shù)為基礎(chǔ)成立了世界上家3D打印設(shè)備公司3DSystems。 3D打印在教育領(lǐng)域作為創(chuàng)新工具,幫助學(xué)生理解三維空間。山東PA123D打印公司
減少材料浪費(fèi):3D 打印是一種增材制造技術(shù),它是根據(jù)模型的形狀逐步添加材料來構(gòu)建物體,相比傳統(tǒng)的減材制造方法,如切削、磨削等,能夠減少材料的浪費(fèi)。在傳統(tǒng)制造中,大量的原材料會(huì)在加工過程中被切除掉,而 3D 打印只在需要的地方添加材料,提高了材料的利用率,降低了生產(chǎn)成本,同時(shí)也更加環(huán)保。分布式制造:3D 打印技術(shù)使得生產(chǎn)不再依賴大規(guī)模集中化的工廠和復(fù)雜的供應(yīng)鏈體系。通過數(shù)字化模型,產(chǎn)品可以在不同地點(diǎn)的 3D 打印設(shè)備上進(jìn)行本地化生產(chǎn),減少了產(chǎn)品運(yùn)輸和庫(kù)存成本,提高了生產(chǎn)的靈活性和響應(yīng)速度。對(duì)于一些緊急需求的產(chǎn)品或偏遠(yuǎn)地區(qū)的產(chǎn)品供應(yīng),分布式制造具有很大的優(yōu)勢(shì)。金華汽車零部件3D打印廠家它利用數(shù)字模型文件,將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)體,廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。
快速成型:從數(shù)字模型到物理產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化速度快,尤其對(duì)于小批量、多品種的產(chǎn)品生產(chǎn),無需制作模具等復(fù)雜的前期準(zhǔn)備工作,縮短了產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)周期。例如,在新產(chǎn)品開發(fā)過程中,設(shè)計(jì)師可以快速打印出產(chǎn)品原型,進(jìn)行功能測(cè)試和外觀評(píng)估,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行修改,加快產(chǎn)品上市速度。材料多樣性:可使用的材料種類豐富,包括塑料、金屬、陶瓷、復(fù)合材料、生物材料等。不同材料具有不同的物理、化學(xué)和機(jī)械性能,可以根據(jù)產(chǎn)品的使用要求選擇合適的材料進(jìn)行打印。例如,在醫(yī)療領(lǐng)域,可使用生物相容性材料打印人體組織和模型,用于手術(shù)規(guī)劃和教學(xué);在航空航天領(lǐng)域,可使用度金屬材料打印輕量化的零部件,提高飛行器的性能。
還原聚合類(光固化類)立體平板印刷(SLA)原理:使用特定波長(zhǎng)與強(qiáng)度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由點(diǎn)到線、由線到面的順序凝固,完成一個(gè)層面的繪圖作業(yè),然后升降臺(tái)在垂直方向移動(dòng)一個(gè)層片的高度,再固化另一個(gè)層面,層層疊加構(gòu)成一個(gè)三維實(shí)體。材料:光敏樹脂。數(shù)字光處理(DLP)原理:采用紫外數(shù)字投影技術(shù),利用高分辨率的數(shù)字光處理器(DLP)投影逐層的進(jìn)行光固化。材料:光敏樹脂。LCD光固化原理:利用液晶顯示屏的原理,通過選擇性允許紫外光透過來實(shí)現(xiàn)曝光,也稱為Mask SLA技術(shù)。材料:光敏樹脂。AR/VR技術(shù)與3D打印結(jié)合,提高設(shè)計(jì)效率和優(yōu)化方案。
按打印原理分類:
熔融沉積式(FDM):原理:使用絲狀的熱塑性材料,通過加熱噴嘴將其熔化并逐層沉積在構(gòu)建平臺(tái)上。材料:聚乳酸()、ABS塑料等。特點(diǎn):操作簡(jiǎn)單、成本較低,適合初學(xué)者和快速原型制作。
光固化(SLA、DLP、LCD):原理:使用特定波長(zhǎng)的光束掃描液體感光樹脂,使其逐層固化成型。材料:光敏樹脂。特點(diǎn):精度高、表面光滑,適用于珠寶、牙科模型等需要高精度和復(fù)雜細(xì)節(jié)的領(lǐng)域。
選擇性激光燒結(jié)(SLS):原理:利用激光將粉末材料逐層燒結(jié),形成實(shí)體。材料:尼龍、金屬粉末、塑料粉末等。特點(diǎn):能夠打印度的金屬和塑料材料,適合工業(yè)級(jí)打印。 它支持遠(yuǎn)程制造,通過共享數(shù)字文件實(shí)現(xiàn)全球協(xié)作生產(chǎn)。連云港建筑模型3D打印
3D打印技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代,起初用于快速原型制造。山東PA123D打印公司
支撐去除:打印完成后,去除支撐材料的過程如果操作不當(dāng),可能會(huì)損壞打印產(chǎn)品的表面或結(jié)構(gòu),影響產(chǎn)品的外觀和性能。特別是對(duì)于一些復(fù)雜形狀和精細(xì)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,支撐去除需要更加小心謹(jǐn)慎。表面處理:表面處理工藝,如打磨、拋光、涂覆等,對(duì)產(chǎn)品的終質(zhì)量和性能有重要影響。良好的表面處理可以提高產(chǎn)品的表面光潔度、降低粗糙度,增強(qiáng)產(chǎn)品的耐腐蝕性和耐磨性等性能。熱處理和固化:對(duì)于一些需要進(jìn)一步固化或熱處理的材料,如光固化樹脂、金屬材料等,后處理過程中的固化溫度、時(shí)間和熱處理工藝等參數(shù)會(huì)影響材料的性能,進(jìn)而影響產(chǎn)品的強(qiáng)度、硬度等性能指標(biāo)。山東PA123D打印公司