新聞資訊

行業(yè)應(yīng)用

聯(lián)系我們

有條有理（上海）道具有限公司

聯(lián)系人：韋經(jīng)理
郵　箱：1156743471@qq.com
電　話：155-8880-8889
地　址：上海市青浦區(qū)紀(jì)鶴公路5348號(hào)北3層

您的位置：首頁(yè) >> 新聞資訊 >> 公司新聞

一文看懂3D打印到底是個(gè)什

發(fā)布時(shí)間：2022-07-10 10:03:29瀏覽：7068點(diǎn)贊：

3D打印可以將電腦里的3D建模文件變成實(shí)物

，打印過(guò)程無(wú)需干預(yù)而且精度遠(yuǎn)超手工制作

，聽(tīng)起來(lái)和用起來(lái)都相當(dāng)炫酷

。雖然它火了很久

，但在大眾面前它們還很神秘

?div id="m50uktp" class="box-center"> ？紤]到很多人其實(shí)用不著

，但又有剁手的沖動(dòng)

，那就是來(lái)一發(fā)科普好了

。

本文將從“原理、分類

、軟件和核心部件
、打印過(guò)程、精度
、可用度”等幾方面對(duì)3D打印和3D掃描進(jìn)行簡(jiǎn)單的科普和掃盲

。

原理與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

3D打印是一種通過(guò)堆疊薄層制造三維物體的技術(shù)。它的關(guān)鍵詞是薄層堆疊

，通過(guò)不同原理讓原料一層層地成型和堆疊

。

雖然聽(tīng)起來(lái)高大上，但大概原理只是一個(gè)能在XY軸平面上移動(dòng)的噴頭，精確控制原料的位置

，打完一層后

，平臺(tái)下移（一般是0.1mm）后再打下一層，直至打印出整個(gè)成品

。

3D打印的類型

3D打印原理分類及優(yōu)缺點(diǎn)

打印精度對(duì)比

根據(jù)原料成型原理的不同

，成本從低到高排列，分別是熔積成型

、光敏固化

、粉末粘接、激光燒結(jié)等4種

，它們的工作原理如下：

˙熔融沉積成型（FDM

，全稱Fused Deposition Modeling），噴頭將絲狀熱熔性材料加熱融化擠噴出來(lái)

，材料遇到溫度更低的打印平臺(tái)后凝固

，通過(guò)層層堆積形成最終成品。

˙光固化成型（SLA

，全稱Stereolithigraphy Apparatus）通過(guò)紫外光等光源照射光敏樹(shù)脂材料

，讓其逐層凝固成型，通過(guò)層層堆積形成最終成品完整的產(chǎn)品

。其是最早發(fā)展起來(lái)

、技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的快速成型技術(shù)

。

˙粉末粘接（3DP

，全稱Three Dimensional Printing and Gluing）通過(guò)噴嘴將粘合劑噴噴灑在陶瓷/金屬/塑料粉末等材料上，不斷重復(fù)鋪粉

、噴涂

、粘接的過(guò)程，層層疊加而得到成品

。

成本最高的激光燒結(jié)和粉末粘接技術(shù)中

，一個(gè)桌面機(jī)型極少，一個(gè)連桌面級(jí)產(chǎn)品都還沒(méi)出現(xiàn)

。而采用光固化技術(shù)的機(jī)型

，價(jià)格一般從20000元起跳，所以現(xiàn)時(shí)民用級(jí)3D打印技術(shù)

，用的基本都是成本最低的熔積成型技術(shù)

，很多廠家甚至已經(jīng)可以把售價(jià)控制在2000元左右。所以剁手門檻最低的它們才是本篇科普的主角

。

控制軟件

除了核心的機(jī)械部件，打印機(jī)還需要最終控制打印頭移動(dòng)的3D建模文件才能工作。雖然打印機(jī)基本都帶顯示屏和控制按鈕

，但打印所需的3D建模文件依舊需要電腦的幫忙

。中高端產(chǎn)品一般可以連接電腦并有專門的客戶端

，而低端產(chǎn)品一般省略連接功能

，只能通過(guò)讀取SD卡中的文件進(jìn)行打印

。

3D打印只能讀取經(jīng)過(guò)切層處理的3D建模文件（約等于將3D數(shù)字模型做了N層片）

，可以通過(guò)3Dmax、CAD

、MAYA等建模軟件輸出的.stl .3w格式文件進(jìn)行直接轉(zhuǎn)換

。

核心部件說(shuō)明

3D打印的關(guān)鍵詞是薄層堆疊

，對(duì)于熔積成型技術(shù)的3D打印機(jī)來(lái)說(shuō)

，可以在二維平面移動(dòng)的打印頭負(fù)責(zé)“薄層”

，可以上下移動(dòng)的平臺(tái)負(fù)責(zé)“堆疊”。其核心部件不多

，以剛評(píng)測(cè)完的三緯da Vinci 1.0 AiO為例。

打印頭是個(gè)可以在XY軌道上精確移動(dòng)的加熱裝置

，可以加熱融化ABS/PLA材料

，內(nèi)部有壓入原料絲的齒輪

，背后有散熱風(fēng)扇

。機(jī)器通過(guò)皮帶傳動(dòng)

，打印頭可以在X軸上左右移動(dòng)，而打印頭和整個(gè)X軸都架在了Y軸上

。

打印平臺(tái)是個(gè)帶加熱功能

，可以精確控制上下移動(dòng)的玻璃板，最高加熱溫度為90度（防止落到平臺(tái)的ABS原料因溫度太低而無(wú)法粘連）

，動(dòng)力來(lái)源是底部的馬達(dá)。平臺(tái)邊上一般會(huì)有校準(zhǔn)位置用的定位點(diǎn)

，以及調(diào)整平臺(tái)水平姿態(tài)（前傾后延等）的螺絲

。

原料

原料方面，主流將ABS樹(shù)脂和PLA（生物降解塑料聚乳酸）材料

，做成固定直徑的線材（1.75mm）并捆在線筒上

，價(jià)格一般在200元/1kg左右。部分廠家會(huì)采用盒子封裝

，并在底部加上芯片

，提供原料類型和剩余量記錄功能，用起來(lái)會(huì)方便一點(diǎn)

，而代價(jià)自然是成本會(huì)更高一些。

PLA熔點(diǎn)在200度左右

，加工時(shí)的能耗更低

，速度更快

，其半透明質(zhì)感更加光亮，平臺(tái)加熱到45就能正常成型

，無(wú)毒環(huán)保幾乎無(wú)異味

，正在慢慢淘汰ABS成為主要的打印原料。

打印過(guò)程與維護(hù)

打印前要在平臺(tái)上涂上固體膠

，其作用是作為隔層

，方便最后的成品移除。打印第一步是加熱打印頭和平臺(tái)

，耗時(shí)因機(jī)器功率而異

，500W以下的機(jī)器一般可以在1-2分鐘內(nèi)完成打印頭的加溫，但平臺(tái)卻要5-6分鐘左右才能從常溫升到90度

。

隨后

，打印平臺(tái)升到最高點(diǎn)就可以開(kāi)始打印了，過(guò)程就是啰嗦過(guò)多次的：線狀的打印原料在打印頭中被加熱融化

，以流體的狀態(tài)流出

，在接觸打印平臺(tái)后硬化粘連。打印頭的移動(dòng)軌跡會(huì)被這些原料“記錄”下來(lái)

，打完一層后

，平臺(tái)下移，機(jī)器再打第二層

，直至把整個(gè)物體打印出來(lái)

。

原料可以被染色，但熔積成型打印機(jī)只能通過(guò)中途變換原料的方式

，打印出純色或橫向顏色變化的物體

。所以一般是把成品不同顏色的部分分開(kāi)打印，最后像模型一樣再組裝起來(lái)

。

桌面打印機(jī)一般拆封就能直接使用

，但如果使用時(shí)間太長(zhǎng)、成品和平臺(tái)總是粘連過(guò)緊而需動(dòng)用鐵鏟和暴力

，則需要自行對(duì)打印平臺(tái)進(jìn)行調(diào)平

。否則可能會(huì)影響成型質(zhì)量，嚴(yán)重的話

，可能會(huì)讓打印頭和平臺(tái)碰撞而產(chǎn)生變形

。另外

，用久了的打印頭也是相當(dāng)臟的

，偶爾還要用鐵絲給材料出口“通便”

。

掃描功能

現(xiàn)在某些高端型號(hào)的入門機(jī)開(kāi)始具備3D掃描功能，可以對(duì)實(shí)物進(jìn)行掃描并生成3D建模文件

，通過(guò)這個(gè)文件就可以再?gòu)?fù)制一個(gè)同樣的產(chǎn)品

。

而3D掃描分為接觸和非接觸式，前者是用傳統(tǒng)的測(cè)量點(diǎn)接觸物體搜集空間信息

，精度和成本都很高

，而且速度奇慢；后者主要使用激光

、低頻聲波等進(jìn)行間接掃描

，速度快但精度一般，一般需要多次掃描進(jìn)行數(shù)據(jù)校正

。

3D掃描過(guò)程

掃描文件

現(xiàn)時(shí)打印機(jī)中內(nèi)置的一般是激光掃描裝置

。被掃描物體放在可旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)上，掃描器發(fā)出激光平面打在掃描物體上

，接收器根據(jù)反射回來(lái)光線計(jì)算除物體的空間點(diǎn)數(shù)據(jù)

。

用它來(lái)掃描簡(jiǎn)單的幾何體當(dāng)然不成問(wèn)題，但想用它來(lái)掃描復(fù)雜的手辦

，甚至高達(dá)模型之類的話

，那就基本無(wú)望了……

另外，多增加3D掃描功能的機(jī)型

，一般會(huì)比原生機(jī)型貴3

、4000元，這裝逼成本太高

，故并不建議購(gòu)買帶3D掃描功能的衍生型號(hào)

。

打印速度&打印精度

終于說(shuō)到3D打印機(jī)最核心的部分了。3D打印的速度遠(yuǎn)比正常人想象中的慢

，不過(guò)也很好理解：每一層的打印厚度在0.1-0.4mm（擠出的是0.1mm寬的原料絲）

，那打印1cm高的產(chǎn)品就得打印超過(guò)25-100層了……

其打印耗時(shí)和打印精度/層厚成正比，而且因?yàn)樵铣鼋z速度固定

，它們的打印耗時(shí)很容易計(jì)算

。作為參考，以精度（層厚）0.3mm的時(shí)候

，打印一個(gè)4克重的空心表殼就需要30分鐘了

。如果打印的是一個(gè)手掌大的手辦，而且它還有100多克重的話

，打印耗時(shí)就要突破12小時(shí)了囧

。

實(shí)際打印樣品

而更可悲的是

，成本最低的熔積成型打印機(jī)，在每一層之間有明顯的接合痕跡

，俗稱“臺(tái)階效應(yīng)”

，導(dǎo)致其表面相當(dāng)粗糙?div id="d48novz" class="flower left">

？吹饺腴T級(jí)熔積成型打印機(jī)的作品之后

，或許很多用戶都會(huì)有一定的心理落差。

實(shí)際可用度&限制

雖然3D打印的薄層堆疊原理

，可以應(yīng)對(duì)很多復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

，但這個(gè)也帶來(lái)了相應(yīng)的限制：

橫向強(qiáng)度不足：無(wú)論是哪種原理的打印機(jī)，它們都是縱向的薄層堆疊

，所以橫向強(qiáng)度會(huì)遠(yuǎn)低于縱向

；

下小上大的物體需要額外的支撐機(jī)構(gòu)：受重力影響，3D打印也不可能打印出懸空的物體

，故需要在懸空物體下方額外打印支架或框架

；

要打印出多種顏色的產(chǎn)品，只能中途變換原料或分開(kāi)打印的形式進(jìn)行

；

熔積成型的打印機(jī)只能打印出塑料成品

，而且成品的硬度有限，只有粉末粘接和激光燒結(jié)能打印出陶瓷

、金屬等真正具有工業(yè)用途的用品

；

精度和速度的矛盾：薄層堆疊的薄層越薄，所需的層數(shù)和時(shí)間就越長(zhǎng)

，只能通過(guò)多噴頭同時(shí)工作等方式提高速度

。

總結(jié)

打印尺寸，尺寸越大自然價(jià)格越高

，而萬(wàn)元級(jí)打印機(jī)的打印尺寸一般在20*20*20cm以下

；而精度上，萬(wàn)元以下的3D打印機(jī)基本都可達(dá)到0.1mm層厚

，打印速度（出絲速度）在0.2-0.5mm/s之間

。

科普的最后，還是建議大家抱著個(gè)“大心臟”

，不要對(duì)萬(wàn)元級(jí)以下的3D打印機(jī)抱有過(guò)高的期望

。雖然它們的剁手門檻已經(jīng)跌破2000元，但它們還有很濃的玩具性質(zhì)

，主要用途還是幫助企業(yè)和極客測(cè)試樣品并省卻高昂的開(kāi)模費(fèi)用

，正常用戶還需謹(jǐn)慎剁手。

(責(zé)任編輯：admin)

上一篇：食品3D打印　能打印哪些

下一篇：我國(guó)3D打印企業(yè)有哪些？

色综合欧美日韩,色综合欧美亚洲国产,色综合欧美在,色综合欧美在线视频区,色综合青娱乐在线,色综合色99,色综合色国产热无,色综合色综