常见4种3D打印工艺的原理及特点 |
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LOM工艺 分层实体成型法(Laminated Object Manufacturing,LOM)也是出现较早的3D打印技术之一,由Helisys公司(现在的Cubic Technologies)发明。 LOM法以片材(如纸片、塑料薄膜或复合材料)为原材料,采用二氧化碳激光器切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据,将背面涂有热熔 胶的纸片材用激光切割出工件的内外轮廓,同时交叉切割非零件区域以便于废料的去除。切割完一层后,送料机构将新的一层纸片材叠加上去,工作台带动已成形的 工件下降(通常材料厚度为0.1-0.2mm),与带状片材(料带)分离;供料机构转动收料轴和供料轴,带动料带移动,使新层移到加工区域;工作台上升到 加工平面;铺纸滚轮进行热压,工件的层数增加一层,高度增加一个料厚;再在新层上切割截面轮廓,最终完成零件加工。 由于原材料易于获取,LOM工艺成本较低。加工过程不涉及化学反应,适合制作大尺寸产品。但由于传统的LOM成型工艺CO2激光器成本高、原材料种类过少、纸张的强度偏弱且容易受潮等原因,现已经逐渐退出3D打印的历史舞台。 SLM工艺 1 SLM工艺的原理 SLM是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型的一种技术。SLM与SLS制件过程非常相似,这里不再赘述。但 是,SLM工艺一般需要添加支撑结构,其主要作用体现在:1)承接下一层未成型粉末层,防止激光扫描到过厚的金属粉末层,发生塌陷;2)由于成型过程中粉 末受热熔化冷却后,内部存在收缩应力,导致零件发生翘曲等,支撑结构连接已成型部分与未成形部分,可有效抑制这种收缩,能使成型件保持应力平衡。 2 SLM工艺的优势、劣势 1)SLM工艺加工标准金属的致密度超过99%,良好的力学性能与传统工艺相当。 2)可加工材料种类持续增加,所加工零件可后期焊接。 3)价格昂贵,速度偏低。 4)精度和表面质量有限,可通过后期加工提高。 3 SLM工艺应用范围 1)加工标准金属的外观、装配、功能原型。 2)支撑零件,如夹具、固定装置等。 3)小批量零件生产。 4)注射模具。 SLS工艺 1 SLS工艺的原理 选择性激光烧结成型法的原理如下图所示:1)粉末颗粒存储在左侧的供料仓内,打印时供粉仓升降平台向上升起,将高于打印平面的粉末通过铺 粉滚筒推压至打印仓的打印平板上,形成一个很薄且平面的粉层;2)此时激光束扫描系统,会依据切片的二维CAD路径在粉层上进行选择性扫描,被扫描到的粉 末颗粒会由于激光焦点的高温而烧结在一起,而生成具有一定厚度的实体薄片,未扫描的区域仍然保持原来的松散粉末状;3)一层烧结完成后,打印平台根据切片 高度下降,水平滚筒再次将粉末铺平,然后再开始新一层的烧结,此时层与层之间也同时烧结在一起;4)如此反复,直至烧结完所有层面。移除并回收未被烧结的 粉末,即可取出打印好的实体模型。 2 SLS工艺的优势、劣势 与其它3D打印方法相比,SLS工艺的优点非常明显: 1)、成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以 作为SLS的成型材料; 2)、可以打印任何复杂结构,包括镂空结构,空心结构等。过程与零件复杂程度无关,制件的强度高; 3)、材料利用率高,未烧结的粉末可 重复使用,材料浪费少; 4)、无须支撑结构,松散粉末起到支撑作用,降低打印前期模型处理难度; 5)、SLS工艺可加工具有良好力学性能的标准塑料; 6)、可加 工材料种类持续增加,在小批量生产中价格优势明显。 与相应的注塑件相比,SLS工艺产品的性能并不完全一致,尤其是产品表面较为粗糙。SLS工艺几乎可以应用于各行各业中,不仅是在研发设计阶段的概念验证,同样适用于功能性手板的制作,终端零部件的生产,以及直接或间接地利用于各种快速铸造。目前该工艺在航空航天、家用电子、汽车制作、医疗辅助、工艺美术和灯饰等领域均有很广泛的应用。 来源:深圳菠萝三维网络有限公司 免责声明:凡本公众号注明来源非本公众号的作品和图片,均转载自其它媒体,目的在于传递和分享更多信息,并不代表本媒赞同其观点和对其真实性负责,版权归原作者所有,如有侵权请联系我们删除。返回搜狐,查看更多 |
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