常见D技术FDMSLS、SL原理及优缺点分析图文稿
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工业级SLS、SLA、FDM产品性能简要分析性能SLS(选择性激光烧结)SLA(光固化)FDM(热融溶)外观外观一般,有粉末感比较光滑,无明显痕迹在Z轴有比较规律的纹理力学性能力学性能优异,适合产品的结构验证,可以进行装配验证。
较脆,容易老化,适合外观验证。
在Z轴方向力学性能比较差材料应用材料多样化,理论上有固定熔点,可以制成粉末的材料通过激光都可以加工成型,目前可以应用的材料有10多种,随着材料的不断开发,未来材料会更多。
只能使用光敏材料(因为成型的原理是用紫外激光器,照射光敏树脂,通过光聚合反应成型)材料单一。
只能使用ABS,PLA等低熔点材料。
成型材料粉末液体线材耗材价格450/kg 1800/kg 450/kg 使用成本一般较高一般使用环境常温24小时开空调常温成型精度取决于粉末颗粒大小,铺粉层厚,激光光斑大小,一般在±0.1mm 成型精度在±0.1mm 成型精度较低,产品在成型过程中容易变形是否需要支撑无需设计支撑需要设计支撑,后续需要手工把支撑处理掉,并进行二次固化处理需要设计支撑,需要进行支撑处理工艺工业应用小批量生产,和样品制造样品制造样品制造应用领域工业化生产,研发,偏重结构件工业研发,偏重外观件个人消费RP工艺精度表面质量材料价格材料利用率运行成本生产效率产品应用SLA 好好较贵接近80% 较高一般外观手板的样品验证SLS 好一般一般接近100% 一般高可以直接做终端产品,外观和功能性手板FDM 较差较差便宜接近70% 较低较低样品验证。
3D打印技术:SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析随着科技的不断进步,3D打印技术已经成为当今的热门话题。
3D 打印技术通过将数字文件转化为物理对象,为生产和创新带来了巨大的便利。
目前市面上主流的3D打印技术有多种,其中最常见的技术包括SLA、FDM、SLS等。
本文将对这三个技术进行详细的对比分析。
一、SLA技术1.概念SLA是“光固化成型”,该技术是将纯液态光敏树脂涂覆在建模台上,然后利用UV激光束逐层固化,最后形成物体。
2.特点SLA技术的最大特点就是可以制作非常精细的模型,可以达到0.025mm的高精度,因此广泛应用于珠宝、艺术品、模型制作等领域。
SLA吸收材料的能力也很强,可以在有限的时间内生产大批量的模型。
3.应用SLA技术可以应用于复杂的3D打印模型,从家用电器的零件到医疗器械,都可以使用SLA技术,目前3D打印领域最成熟的技术之一。
二、FDM技术1.概念FDM是较常用的3D打印技术,该技术是通过将熔化的热塑性材料挤出喷嘴,然后通过精确控制的机器臂逐层叠加,最终形成物体。
2.特点FDM技术可以使用广泛的材料,如ABS、PLA、PVA等,因此可以制作出各种不同材质的物体。
此外,FDM技术可以使用废旧材料进行打印,具有环保节能的特征。
FDM技术的价格也比其他技术便宜,因此普及率很高。
3.应用FDM技术主要应用于制作机械零件、人造器官、模型等等。
FDM技术可以制作出高度精确的物体,而且速度快、方便实用,是3D打印领域的常用技术。
三、SLS技术1.概念SLS是“选择性激光烧结”,该技术是利用激光束烧结聚合性形式的粉末,从而在建模台上形成模型。
2.特点SLS技术适用范围广,可以使用多种不同的粉末材料进行打印,如聚酰胺、耐热材料、金属、陶瓷和玻璃等,可以制作非常大的物体。
SLS技术还可以制作出复杂的内部结构和薄壁结构,同时具有较高的强度和耐磨性。
3.应用SLS技术主要应用于制作模型、人工骨骼等各种半成品。
3D打印机的主要技术平台及优缺点3D打印技术从狭义上来说主要是指增材成型技术,从成型工艺上看,3D打印技术突破了传统成型方法,通过快速自动成型系统与计算机数据模型结合,无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的原型,这使得产品的设计生产周期大大缩短,生产成本大幅下降。
3D打印,俗称“三维打印技术”或“快速制造技术”,是对一系列“增材制造”技术的总称。
那么,3D打印技术主要分为哪几种,优缺点是什么呢?以下详细说明:一、FDM:熔融沉积成型工艺熔融沉积成型工艺(Fused Deposition Model-ing, FDM)是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术。
该技术于1988年发明,随后Stratasys公司成立并在1992年推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者(3DModeler)”,这也标志着FDM技术步入商用阶段。
国内的清华大学、北京大学、北京殷华公司、中科院广州电子技术有限公司都是较早引进FDM技术并进行研究的科研单位。
FDM工艺无需激光系统的支持,所用的成型材料也相对低廉,总体性价比高,这也是众多开源桌面3D打印机主要采用的技术方案。
FDM成型原理:熔融沉积有时候又被称为熔丝沉积,它将丝状的热熔性材料进行加热融化,通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来。
喷头可以沿X轴的方向进行移动,工作台则沿Y轴和Z轴方向移动(当然不同的设备其机械结构的设计也许不一样),熔融的丝材被挤出后随即会和前一层材料粘合在一起。
一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度,然后重复以上的步骤直到工件完全成型。
下面我们一起来看看FDM的详细技术原理(如图1)。
FDM成型技术的优点:(1)成本低。
熔融沉积造型技术用液化器代替了激光器,设备费用低;另外原材料的利用效率高且没有毒气或化学物质的污染,使得成型成本大大降低。
(2)原材料以材料卷得的形式提供,易于粉末材料搬运和储存以及快速更换;(3)原材料在成型过程中无化学变化,相对金属粉末,树脂固化制件成型的变形小。
3D打印技术:SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析3D打印技术的发展已经取得了显著的成就,现在市面上有多种不同的3D打印技术,如SLA(光固化)、FDM(熔融沉积建模)和SLS (选择性激光烧结)等。
这些技术各自具有自己的特点和应用,本文将对它们进行详细的分析和比较。
一、SLA(光固化)技术SLA(Stereo Lithography Apparatus)是一种利用紫外线激光固化光敏树脂来进行3D打印的技术。
在SLA打印中,紫外线激光照射到光敏树脂表面,树脂在紫外线激光的作用下进行固化,一层一层地堆积,从而构建出3D打印模型。
SLA技术的特点:1.高精度:由于SLA技术采用激光光束对光敏树脂进行点对点的固化,因此该技术打印出的模型具有很高的精度和表面光滑度。
2.高速度:SLA技术在固化光敏树脂时只需要进行点对点的激光照射,因此打印速度较快。
3.适用于小批量生产:由于SLA技术具有高精度和高速度的特点,因此适用于小批量生产,尤其是一些需要高精度模型的领域,如医疗、汽车、航空航天等。
4.材料多样性:SLA技术使用的光敏树脂种类繁多,可以根据不同的需求选择不同性能的光敏树脂进行打印,可以满足不同行业的需求。
SLA技术的应用:1.医疗领域:SLA技术可以打印出高精度的医疗模型,用于手术模拟、人体组织重建等领域。
2.工程领域:SLA技术可以打印出高精度的工程模型,用于产品设计、样机制作等领域。
3.艺术领域:SLA技术可以打印出艺术品模型,用于雕塑、装饰等领域。
二、FDM(熔融沉积建模)技术FDM(Fused Deposition Modeling)是一种利用熔化的热塑性材料进行3D打印的技术。
在FDM打印中,熔融的热塑性材料从喷嘴中挤出,通过移动喷嘴进行层层堆积,从而构建出3D打印模型。
FDM技术的特点:1.低成本:FDM技术使用的材料相对较为便宜,因此成本较低。
2.材料多样性:FDM技术使用的热塑性材料种类繁多,可以根据不同的需求选择不同性能的材料进行打印。
3D打印技术:SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析3D打印技术已经在多个领域取得了广泛应用,例如医疗、航空航天、汽车、工业制造等。
其中,SLA(StereoLithography)技术、FDM (Fused Deposition Modeling)技术、SLS(Selective Laser Sintering)技术是三种常见且应用广泛的技术。
本文将对这三种技术的特点和应用进行对比分析,以便更好地了解它们的优劣。
1. SLA技术SLA技术是一种利用光固化树脂的三维打印技术,通过使用紫外线激光照射在光敏树脂表面,将树脂固化成固体物体。
SLA技术的特点有:-高精度:由于激光精确照射在树脂表面,SLA技术可以实现非常高的精度和表面光滑度。
-材料多样性:SLA技术可以使用不同材质的光敏树脂,可以实现多种功能性的零件制造。
-成型速度较慢:由于要使用激光逐层固化树脂,SLA技术的成型速度相对较慢。
SLA技术的应用范围非常广泛,主要包括医疗领域中的生物医学模型制造、工业设计中的样机打印、珠宝设计中的模具制作等领域。
2. FDM技术FDM技术是一种利用熔融式塑料丝进行层层堆积的三维打印技术,通过加热喷嘴将塑料丝熔化后挤出,通过控制喷嘴的运动路径实现物体的制造。
FDM技术的特点包括:-较低的成本:相比其他技术,FDM技术的设备和材料成本相对较低。
-制造速度快:FDM技术可以实现较快的成型速度,适用于批量定制生产。
-材料种类丰富:FDM技术可以使用多种不同材质的塑料丝,可以满足不同领域的需求。
FDM技术的应用范围包括汽车领域的零部件制造、航空航天领域的样机验证、工业制造中的快速定制等领域。
3. SLS技术SLS技术是一种利用激光烧结粉末材料进行层层堆积的三维打印技术,通过使用激光将粉末材料局部烧结固化,形成物体的过程。
SLS技术的特点有:-可制造复杂结构:SLS技术可以实现复杂结构的制造,适用于精细零件制作。
3D打印技术:SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析3D打印技术的快速发展已经改变了传统制造业的格局,各种不同的3D打印技术应运而生,在这些技术中,SLA、FDM和SLS是应用最为广泛的,各自具有自身独特的特点和应用。
本文将对这三种技术进行比较分析,以便读者能更好地了解它们的优缺点以及应用领域。
1. SLA(光固化3D打印技术)SLA是一种通过光敏树脂材料的光固化来实现零件制造的技术。
在SLA打印中,光固化树脂通过激光光束或UV光固化灯照射,将液体材料逐层固化成固体结构,从而实现3D打印。
特点:- SLA打印精度高,可打印出细小的细节和曲线;-制造的零件密度高,尺寸精确,表面光滑;-材料种类多,可选用透明、硬质和柔软材料等;-适用于制造模型、原型、珠宝等精细零件。
应用:-工程原型制作;-珠宝、手表等奢侈品设计与制造;-医疗行业的模型、器械等制造。
2. FDM(熔融沉积建模技术)FDM是一种利用熔融塑料丝材料层层积累而成的3D打印技术。
在FDM打印中,热塑性聚合物材料通过喷嘴加热熔化后,由机器按照程序设计的路径进行沉积成型。
特点:- FDM打印速度快,制造成本低;-可选材料种类多,包括ABS、PLA、PETG等;-零件结构强度高,适用于功能性部件制造;-可批量生产,适用于器械、工业设计等领域。
应用:-工业制造中的功能基础部件;-制造耐热、耐腐蚀功能零件;-教育领域的原型制作。
3. SLS(选择性激光烧结技术)SLS是一种通过激光照射可熔性粉末材料层层烧结而形成零件的3D打印技术。
在SLS打印中,通过激光照射将粉末材料烧结成型,无需支撑结构,制造出的零件具有良好的强度和表面质量。
特点:- SLS打印具有很高的制造自由度,支撑结构可避免;-零件强度高,可承受较大的载荷;-可使用多种工程级材料,如尼龙、PA12等;-适合于小批量或定制化零件制造。
应用:-汽车、航空航天等领域的功能零部件制造;-医疗领域的人造假体、手术模型等制造;-艺术创作和设计制造。
3D打印技术的种类3D打印技术是一种现代化的制造技术,由于它在材料、形状、尺寸和快速生产等方面的优势,越来越受到人们的关注。
3D打印技术有许多不同的类型,以适应各种不同的制造需求。
1.熔融沉积(FDM)熔融沉积(FDM)是最常见的3D打印技术之一。
它使用塑料材料,将其加热至熔点状态,并通过喷嘴注射到3D打印机的构建平台上,以形成物体。
FDM技术不仅快速并且容易使用,还可用于打印复杂的3D模型。
2.光固化(SLA)光固化(SLA)是一种精细的3D打印技术,其使用光敏树脂材料。
通过使用激光或紫外线在树脂上进行扫描,可以固化形状并在构建台上打印3D实物。
SLA技术在制造超细精度的单一零件方面非常有用。
3.选择性激光烧结(SLS)选择性激光烧结(SLS)是一种使用粉末材料的3D打印技术。
它将辊筒中的材料粉末加热到熔点状态。
然后,使用激光将粉末烧结在构建台上,以形成3D模型。
SLS技术非常适合打印复杂的模型和零件,特别是在现场制造需要重量和强度的部件时非常有用。
4.电子束熔化(EBM)电子束熔化(EBM)是一种使用多孔粉末材料的3D打印技术。
这种技术使用电子束加热粉末,使其融化在构建平台上。
EBM技术可用于制造金属零件以及其他需要高强度和坚固的产品。
多光束激光熔化(MBD)是一种非常快速的3D打印技术,可在短时间内生产大量复杂的对象。
它使用多个激光束来同时扫描构建平台,并将光敏树脂材料固化成3D实物。
MBD技术非常适合在快速生产和生产中使用。
6.投影微型立体成形(PμSL)投影微型立体成形(PμSL)是一种精细的3D打印技术,其使用高分辨率的光学系统,将光束投射到树脂上,以形成3D模型。
PμSL技术非常适用于打印复杂的小零件和细节。
这些3D打印技术是绝佳的选择,以适应不同的制造需求,从小型零件到大型建筑等等。
它们将在未来继续发展,并为制造业带来新的创新和进行性的进步。
四大快速成型工艺和优缺点目前世界上的快速成型工艺主要有以下几种:一、FDM –熔融堆积工艺丝状材料选择性熔覆(Fused Deposition Modeling)快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法,简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理是,加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动。
热塑性丝状材料(如直径为1.78mm的塑料丝)由供丝机构送至喷头,并在喷头中加热和溶化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层薄片轮廓。
一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料选用,如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。
这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,小型系统可用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。
但仍需对整个截面进行扫描涂覆,成型时间长。
适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。
由于甲基丙烯酸ABS(MABS)材料具有较好的化学稳定性,可采用伽马射线消毒,特别适用于医用。
但成型精度相对较低,不适合于制作结构过分复杂的零件。
FDM快速成型技术的优点是:1、制造系统可用于办公环境,没有毒气或化学物质的危险。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、可快速构建瓶状或中空零件。
4、原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。
5、可选用多种材料,如可染色的ABS和医用ABS、浇铸用蜡和人造橡胶。
FDM快速原型技术的缺点是:1、精度较低,难以构建结构复杂的零件。
2、垂直方向强度小。
3、速度较慢,不适合构建大型零件。
二、SLA –树脂光固化工艺光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(Stereolithography)原理的一种工艺,简称SLA,也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速成型技术。
几种常见快速成型工艺优缺点比较常见的快速成型工艺包括:激光烧结法(Selective Laser Sintering,SLS)、光固化法(Stereolithography,SLA)、喷墨打印法(Inkjet Printing)、电子束熔化法(Electron Beam Melting,EBM)、热熔沉积法(Fused Deposition Modeling,FDM)等。
下面将逐一比较这些方法的优缺点。
激光烧结法(SLS)是使用激光器将可塑性粉末烧结成所需形状的方法。
其优点包括:1.适用范围广:SLS可以用于各种材料,包括塑料、金属、陶瓷等。
因此,它适用于不同领域的应用,例如制造汽车零件、医疗器械等。
2.生产速度快:SLS可以在短时间内完成复杂形状的成型,节省了生产时间。
3.无需支撑结构:由于激光烧结的方式,SLS制造的零件不需要支撑结构,因此可以制造更为复杂的形状。
但SLS也存在一些缺点:1.成本较高:SLS设备的价格相对较高,且材料也相对较贵,导致成本较高。
2.表面质量较差:SLS制造的零件表面质量一般较差,需要进行后处理才能得到满意的结果。
光固化法(SLA)是使用紫外线激光器将液态光敏物质逐层固化成所需形状的方法。
其优点包括:1.高精度:SLA制造的零件具有较高的精度和细节展现能力。
2.可用材料多样:SLA可以使用不同种类的光敏物质进行成型,例如树脂、陶瓷等。
3.成本相对较低:SLA设备的价格相对较低,且材料成本也较低。
然而,SLA也存在一些缺点:1.制造速度较慢:由于光敏物质需要逐层固化,SLA制造的速度较慢。
2.零件强度较低:SLA制造的零件强度一般较低,不适用于承受大负荷的情况。
喷墨打印法(Inkjet Printing)是使用喷墨头将液态材料逐层喷射成所需形状的方法。
其优点包括:1.制造速度快:喷墨打印法可以较快地完成成型过程。
2.低成本:喷墨打印设备相对成本较低,材料成本也较低。
常见3D打印技术FDM、SLS、SLA原理及优缺点分析FDM熔融层积成型技术FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化,同时三维喷头在计算机的控制下,根据截面轮廓信息,将材料选择性地涂敷在工作台上,快速冷却后形成一层截面。
一层成型完成后,机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层,直至形成整个实体造型。
FDM技术的优点:1)操作环境干净、安全,材料无毒,可以在办公室、家庭环境下进行,没有产生毒气和化学污染的危险。
2)无需激光器等贵重元器件,因此价格便宜。
3)原材料为卷轴丝形式,节省空间,易于搬运和替换。
4)材料利用率高,可备选材料很多,价格也相对便宜。
FDM技术的缺点:1)成形后表面粗糙,需后续抛光处理。
最高精度只能为0.1mm。
2)速度较慢,因为喷头做机械运动。
3)需要材料作为支撑结构。
SLS打印技术SLS打印技术采用铺粉将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面,并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度,控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描,使粉末的温度升到熔化点,进行烧结并与下面已成型的部分实现粘结。
一层完成后,工作台下降一层厚度,铺料辊在上面铺上一层均匀密实粉末,进行新一层截面的烧结,直至完成整个模型。
SLS技术的优点:1)可用多种材料。
其可用材料包括高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种粉末材料。
2)制造工艺简单。
由于可用材料比较多,该工艺按材料的不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构建或部件及工具。
3)高精度。
一般能够达到工件整体范围内(0.05-2.5)mm的公差。
4)无需支撑结构。
叠层过程出现的悬空层可直接由未烧结的粉末来支撑。
5)材料利用率高。
由于不需要支撑,无需添加底座,为常见几种3D打印技术中材料利用率最高的,且价格相对便宜。
SLS技术的缺点:1)表面粗糙。
由于原材料是粉状的,原型建造是由材料粉层经过加热熔化实现逐层粘结的,因此,原型表面严格讲是粉粒状的,因而表面质量不高。
浅谈常见的几种3D打印技术随着3D打印技术的不断发展,我们现在已经能够将数字设计转化为实体对象的工具。
3D打印技术可以为制造业、医疗、教育以及其他许多领域带来巨大的益处。
在3D打印领域,有很多类型的打印机和打印技术,不同的类型和技术可以制作出不同质量和准确度的模型。
本文将讨论几种常见的3D打印技术,以及它们的优缺点。
1. FDM(Fused Deposition Modeling)FDM是最常见的3D打印技术之一。
它通过将热塑性材料加热到其熔点,然后将其混合并逐层固化,以创建模型。
打印时,机器根据3D CAD文件提供的指令将热塑性材料从机器的喷嘴中挤出,每一层采用水平填充方式逐步填充以建立模型。
优点:FDM机器比较便宜、易于使用。
此外,FDM技术可以使用大量的材料,包括ABS、PETG、PLA等,可以为专业和业余爱好者提供定制化的模型选择。
缺点:由于FDM技术本身具有图案,因此会在3D打印的完成品上留下痕迹。
此外,由于喷头直径的限制,结构细节的分辨率也受到限制。
2. SLA StereolithographySLA技术以激光束为基础,将液态光敏树脂分层固化以形成3D模型。
激光束的强度和位置可以通过投影于液态树脂表面的图案来控制。
当固化一层后,制作台就向下降低一层,下一层的光敏树脂涂覆在先前固化的层上,重复此过程,直到完成整个模型。
优点:SLA技术可以在高精度的层厚度和起始点精度下制作出较小尺寸的输出。
由于激光束非常细,因此该方法的分辨率可以达到100微米水平,使得模型表面相当光滑。
此外,SLA技术的模型可以具有相当高的机械强度,并能够以高质量进行实体模型制作。
缺点:此技术只适用于特定类型的材料(光敏物质)制作,因此通常会造成较高的成本。
此外,在构造立模时,使用的光敏物质对人体有一定的毒性。
3. SLS(Selective Laser Sintering)SLS是一种先进的3D打印技术,其能够使用多种材料进行制作。
D打印机设计的初步分析随着3D打印技术的迅速发展,D打印机在制造领域的应用越来越广泛。
本文将初步分析D打印机的设计要素和优缺点,以帮助读者更好地了解这一技术。
一、D打印机类型D打印机根据其技术原理和用途,主要分为以下几类:1、熔融沉积成型(FDM):FDM是最常用的3D打印技术之一。
它通过将熔丝逐层堆积成三维物体来实现打印。
2、激光立体光刻(SLA):SLA技术使用激光束在液态光敏树脂表面扫描,逐层固化后形成三维物体。
3、粉末烧结(SLS):SLS技术将粉末状材料逐层铺洒,并使用激光束烧结,最终形成三维物体。
二、D打印机设计要素1、打印体积:根据实际应用需求,需要考虑打印机的最大打印体积。
过大或过小的打印体积都不利于实际使用。
2、打印精度:打印精度是3D打印机的核心技术指标,直接影响到打印质量。
不同技术原理的D打印机在精度上有所差异。
3、打印速度:打印速度是衡量D打印机效率的关键指标。
快速打印有利于降低生产成本,提高效率。
4、耗材类型及成本:不同技术原理的D打印机所使用的耗材类型及成本也有所不同。
在选择D打印机时,需要考虑实际应用场景和成本等因素。
三、D打印机的优缺点1、优点: a.制造灵活:可以快速制造出各种形状和结构的物品,便于产品创新和定制化生产。
b.周期短:无需传统加工工艺,缩短了产品研发周期,有利于加快产品上市速度。
c.降低成本:可实现小批量、多品种的生产,降低生产成本和库存成本。
d.提升质量:通过精确的数字化制造,可以提高产品质量和稳定性。
2、缺点: a.打印精度限制:受限于制造技术,D打印机的打印精度可能无法达到传统加工工艺的水平。
b.材料选择受限:目前可应用于D打印的材料相对传统加工工艺还比较有限。
c.技术门槛高:D 打印技术需要专业的技能和知识,对操作人员的培训和技术支持有一定要求。
d.设备成本高:虽然D打印机的成本逐渐降低,但相对于传统加工工艺而言,仍需要较高的设备成本。
常见D技术F D M S L S、
S L原理及优缺点分析 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】
常见3D打印技术FDM、SLS、SLA原理及优缺点分析
FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化,同时三维喷头在计算机的控制下,根据截面轮廓信息,将材料选择性地涂敷在工作台上,快速冷却后形成一层截面。
一层成型完成后,机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层,直至形成整个实体造型。
FDM技术的优点:
1)操作环境干净、安全,材料无毒,可以在办公室、家庭环境下进行,没有产生毒气和化学污染的危险。
2)无需激光器等贵重元器件,因此价格便宜。
3)原材料为卷轴丝形式,节省空间,易于搬运和替换。
4)材料利用率高,可备选材料很多,价格也相对便宜。
FDM技术的缺点:
1)成形后表面粗糙,需后续抛光处理。
最高精度只能为0.1mm。
2)速度较慢,因为喷头做机械运动。
3)需要材料作为支撑结构。
SLS打印技术采用铺粉将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面,并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度,控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描,使粉末的温度升到熔化点,进行烧结并与下面已成型的部分实现粘结。
一层完成后,工作台下降一层厚度,铺料辊在上面铺上一层均匀密实粉末,进行新一层截面的烧结,直至完成整个模型。
SLS技术的优点:
1)可用多种材料。
其可用材料包括高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种粉末材料。
特别是金属粉末材料,是目前中最热门的发展方向之一。
2)制造工艺简单。
由于可用材料比较多,该工艺按材料的不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构建或部件及工具。
3)高精度。
一般能够达到工件整体范围内(0.05-2.5)mm的公差。
4)无需支撑结构。
叠层过程出现的悬空层可直接由未烧结的粉末来支撑。
5)材料利用率高。
由于不需要支撑,无需添加底座,为常见几种3D 打印技术中材料利用率最高的,且价格相对便宜。
SLS技术的缺点:
1)表面粗糙。
由于原材料是粉状的,原型建造是由材料粉层经过加热熔化实现逐层粘结的,因此,原型表面严格讲是粉粒状的,因而表面质量不高。
2)烧结过程有异味。
SLS工艺中粉层需要激光使其加热达到熔化状态,高分子材料或者粉粒在激光烧结时会挥发异味气体。
3)无法直接成型高性能的金属盒陶瓷零件,成型大尺寸零件时容易发生翘曲变形。
4)加工时间长。
加工前,要有2小时的预热时间;零件构建后,要花5至10小时时间冷却,才能从粉末缸中取出。
5)由于使用了大功率激光器,除了本身的设备成本,还需要很多辅助保护工艺,整体技术难度大,制造和维护成本非常高,普通用户无法承受
SLA,光敏树脂选择性固化技术。
在液槽中充满液态光敏树脂,其在激光器所发射的紫外激光束照射下,会快速固化(SLA与SLS所用的激光不同,SLA用的是紫外激光,而SLS用的是红外激光)。
在成型开始时,可升降工作台处于液面以下,刚好一个截面层厚的高度。
通过透镜聚焦后的激光束,按照机器指令将截面轮廓沿液面进行扫描。
扫描区域的树脂快速固化,从而完成一层截面的加工过程,得到一层塑料薄片。
然后,工作台下降一层截面层厚的高度,再固化另一层截面。
这样层层叠加构成建构三维实体。
SLA技术的优点:
1)发展时间最长,工艺最成熟,应用最广泛。
在全世界安装的快速成型机中,光固化成型系统约占60%。
2)成型速度较快,系统工作稳定。
3)具有高度柔性。
4)精度很高,可以做到微米级别,比如0.025mm。
5)表面质量好,比较光滑:适合做精细零件。
SLA技术的缺点:
1)需要设计支撑结构。
支撑结构需要未完全固化时去除,容易破坏成型件。
2)设备造价高昂,而且使用和维护成本都不低。
SLA系统需要对液体进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻。
3)光敏树脂有轻微毒性,对环境有污染,对部分人体皮肤有过敏反应。
4)树脂材料价格贵,但成型后强度、刚度、耐热性都有限,不利于长时间保存。
5)由于材料是树脂,温度过高会熔化,工作温度不能超过100℃。
且固化后较脆,易断裂,可加工性不好。
成型件易吸湿膨胀,抗腐蚀能力不强。