2018年01月17日

3D列印技術是什麼


  3D列印技術是什麼?相信很多人都聽說過3D列印技術。今打樣年年初這項新技術非常火熱,不過很多朋友都不知道3D列印技術是什麼?

  3D列印技術是什麼?3D列印技術,是一種以數字模型文件為基礎,運用粉RP末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D列印機則出現在上世紀90年代中期,即一種利用光固化和紙層疊等技術的快速成型裝置。它與普通打印機工作原理基本相同,打印機內裝有液體或粉末等“印材料”,與電腦連接後,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。如今這一技術在多個領域得到應用,人們用它來制造服裝、建築模型、汽車、巧克力甜品等。

  3D列印技術的優點:3D列印技術的魅力在於它不需要在工廠操作,桌面打印機可以打印出小物品,3D列印技術產品而且,人們可以將其放在辦公室一角、商店甚至房子裡;而自行車車架、汽車方向盤甚至飛機零件等大物品,3D列印則需要更大的打印機和更大的放置空間。

  3D列印技術發展趨勢:

  不過現在3D列印技術還不夠成熟,材料特定、造價高昂,打印出來的還都處於模型階段,也就是說真正用於生活應用的還並不多,但3D列印技術的前景很好,未來將有可能得到普及,進入我逆向工程們的生活。
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3D列印制造模具的五大優點詳解


  在現代社會,制造和模具是高度依存的,無數3D列印產品的部件都要通過模制(注射、吹塑和硅膠)或鑄模(熔模、翻砂和旋壓)來制造。無論什麼應用,制造模具都能在提高效率和利潤的同時保證質量。 CNC加工是在制造模具時相當常用的技術。雖然它能夠提供高度可靠的結果,但同時也非常昂貴和費時。所以很多模具制造企業也開始尋找更加有效的替代方式。而通過增RP材制造(ALM,即3D列印)制作模具就成了一個極具吸引力的方法,因為模具一般都屬於小批量生產且形狀都比較復雜,很適合3D列印來完成。

  如今,3D列印和各種打印材料(塑料、橡膠、復合材料、金屬、蠟、砂)已經給許多行業,如汽車、航空航天、醫療等帶來了很大的便利,很多企業都在其供應鏈裡集成了3D列印,這其中也包括模具制造。

  一、模具制造的以下幾個環節是能夠用到3D列印技術的:

  成型(吹塑、LSR、RTV、EPS、注塑、紙漿模具、可溶性模芯、玻璃鋼模具等等) 鑄模(熔模、砂模、旋壓等…)

  成型(熱成型,金屬液壓成型等…)

  機械加工、裝配和檢驗(固定夾具、移動夾具、模塊化夾具等…)

  機器人末端執行器(夾手)

  二、用3D列印制造模具有許多優點:

  1)模具生產周期縮短

  3D列印模具縮短了整個產品開發周期,並成為驅動創新的源頭。在以往,由於考慮到還需要投入大量資金制造新的模具打樣,有時會選擇推遲或放棄產品的設計更新。通過降低模具的生產准備時間,以及使現有的設計工具能夠快速更新,3D列印使企業能夠承受得起模具更加頻繁的更換和改善。它能夠使模具設計周期跟得上產品設計周期的步伐。

  此外,有的自己采購了3D列印設備以制造模具,這樣就進一步加快了產品開發的速度,提高了靈活性、適應性。在戰略上,它提升了供應鏈御防延長期限和開發停滯風險的能力,比如從供應商那裡獲得不合適的模具。

  2)制造成本降低

  如果說當下金屬3D列印的成本要高於傳統的金屬制造工藝成本,那麼成本的削減在塑料制品領域更容易實現。

  金屬3D列印的模具在一些小的、不連續的系列終端產品生產上具有經濟優勢(因為這些產品的固定費用很難攤銷),或者針對某些特定的幾何形狀(專門為3D列印優化的)更有經濟優勢。尤其是當使用的材料非常昂貴,而傳統的模具制造導致材料報廢率很高的情況下,3D列印具有成本優勢。

  此外,3D列印在幾個小時內制造出精確模具的能力也會對制造流程和利潤產生積極的影響。尤其是當生產停機或模具庫存十分昂貴的時候。

  最後,有時經常會出現生產開始後還要修改模具的情況RP。3D列印的靈活性使工程師能夠同時嘗試無數次的迭代,並可以減少因模具設計修改引起的前期成本。

  3)模具設計的改進為終端產品增加了更多的功能性

  通常,金屬3D列印的特殊冶金方式能夠改善金屬微觀結構並能產生完全致密的打印部件,與那些鍛造或鑄造的材料(取決於熱處理和測試方向)相比,其機械和物理性能一樣或更好。增材制造為工程師帶來了無限的選擇以改進模具的設計。當目標部件由幾個子部件組成時,3D列印具有整合設計,並減少零部件數量的能力。這樣就簡化了產品組裝過程,並減少了公差。

  此外,它能夠整合復雜的產品功能,使高功能性的終端產品制造速度更快、產品缺點更少。例如,注塑件的總體質量要受到注入材料和流經工裝夾具的冷卻流體之間熱樣品傳遞狀況的影響。如果用傳統技術來制造的話,引導冷卻材料的通道通常是直的,從而在模制部件中產生較慢的和不均勻的冷卻效果。

  而3D列印可以實現任意形狀的冷卻通道,以確保實現隨形的冷卻,更加優化且均勻,最終導致更高質量的零件和較低的廢品率。此外,更快的除熱顯著減少了注塑的周期,因為一般來說冷卻時間相當高可占整個注塑周期的70%。

  4)優化工具更符合人體工學和提升相當低性能

  3D列印降低了驗證新工具(它能夠解決在制造過程中未能滿足的需求)的門檻,從而能夠在制造中投入更多移動夾具和固定夾具。傳統上,由於重新設計和制造它們需要相當的費用和精力,所以工具的設計和相應的裝置總是盡可能地使用更長的時間。隨著3D列印技術的應用,企業可以隨時對任何工具逆向工程進行翻新,而不***於那些已經報廢和不符合要求的工具。

  由於需要很小的時間和初始成本,3D列印使得對工具進行優化以獲得更好的邊際性能變得更加經濟。於是技術人員可以在設計的時候更多地考慮人體工學,以提高其操作舒適性、減少處理時間,以及更加方便易用、易於儲存。雖然這樣做有可能只是減少了幾秒鐘的裝配操作時間,但是架不住積少成多。此外優化工具設計,也可以減少零件的廢品率。

  5)定制模具幫助實現最終產品的定制化

  更短的生產周期、制造更為復雜的幾何形狀,以及降低最終制造成本的能力,使得企業能夠制造大量的個性化工具來支持定制部件的制造。3D列印模具非常利於定制化生產,比如醫療設備和醫療行業。它能夠為外科醫生提供3D列印的個性化器械,如外科手術導板和工具,使他們能夠改善手術效果,減少手術時間。
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3D列印技術原理


  簡單來說,3D列印,就是在普通RP的二維打印的基礎上再加一維。打印機先像普通打印一樣在一個平面上將塑料、金屬等粉末狀材料打印出一層,然後在將這些可黏合的打印層一層一層的粘起來。通過每一層不同的“圖形”的累積,最後就形成了一個三維物體。就像蓋房子一樣,磚塊是一層一層的,但累積起來後,就成一個立體的房子了。

  什麼是3D列印技術

  3D列印技術是什麼?3D列印確切的說,3D列印是一種以金屬或者塑料等粘合劑作為打印材料,以數字模型為基礎進行逐層打印的一種技術。通過電腦與3D列印機連接起來便可以將繪制的圖紙打印出模打樣型的一種手段。如今這一技術在多個領域得到應用,人們用它來制造服裝、建築模型、汽車、巧克力甜品等。

  3D列印技術的優點

  3D列印與傳統的通過模具生產有很大的不同,3D列印最大的優點是無需機械加工或任何模具,就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件,從而極大地縮短產品的研制周期,提高生產率和降低生產成本。同時,3D列印還能夠打印出一些傳統生產技術無法制造出的外型,同時,3D列印技術還能夠簡化整個生產流程,具有快速有效的特點。

  3D列印技術的運用領域

  目前,3D列印主要運用於傳統制造業、醫療行業、文物保護行業、建築設計行業和配件飾品行業,而且在這些行業中已經運用的比較廣泛,在醫療行業中,3D列印還可以為器官移植患者量身打造所需器官,當然,打印人體器官需要特殊的高分子材料,才能做到不對人體排異!

  3D列印技術過程原理

  每一層的打印過程分為兩步,首先在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水,膠水液滴本身很小,且不易擴散。然後是噴灑一層均勻的粉末,粉末遇到膠水會迅速固化黏結,而沒有膠水的區域仍保持松散狀態。這樣在一層膠水一層樣品粉末的交替下,實體模型將會被“打印”成型,打印完畢後只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型,而剩余粉末還可循環利用。

  打印耗材由傳統的墨水、紙張轉變為膠水、粉末,當然膠水和粉末都是經過處理的特殊材料,不僅對固化反應速度有要求,對於模型強度以及“打印”分辨率都有直接影響。3D列印技術能夠實現600dpi分辨率,每層厚度只有0、01毫米,即使模型表面有文字或圖片也能夠清晰打印。受到噴打印原理的限制,打印速度勢必不會很快,較先進的產品可以實現每小時25毫米高度的垂直速率,相比早期產品有10倍提升,而且可以利用有色膠水實現彩色打印,色彩深度高達24位。

  由於打印精度高,打印出的模型品質自然不錯。除了可以表現出外形曲線上的設逆向工程計,結構以及運動部件也不在話下。如果用來打印機械裝配圖,齒輪、軸承、拉杆等都可以正常活動,而腔體、溝槽等形態特征位置准確,甚至可以滿足裝配要求,打印出的實體還可通過打磨、鑽孔、電鍍等方式進一步加工。同時粉末材料不限於砂型材料,還有彈性伸縮、高性能復合、熔模鑄造等其它材料可供選擇。
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