3DP工藝,全稱Three-Dimensional Printing(三維打印),是一種3D打印技術,其基本原理可以詳細闡述如下:
基本原理
3DP工藝通過將一個設計好的3D模型按照某一坐標軸切成多個剖面,然后利用打印機頭(或噴頭)按照這些剖面的形狀,將液體粘合劑(如硅膠)一層一層地打印到粉末材料上。這些粉末材料通常包括塑料粉末、陶瓷粉末、石膏粉末、金屬粉末等。在打印過程中,每打印完一層,打印平臺會下降一定的距離(通常為層厚,約為0.013~0.1mm),同時供粉缸會上升并推出新的粉末層,由鋪粉輥將其推平并壓實。隨后,噴頭根據下一層的數據選擇性地噴射粘合劑,將粉末粘結成相應的截面形狀。這個過程會不斷重復,直到所有層都被打印并粘結完畢,最終形成一個完整的三維實體模型。
具體過程
供粉與鋪粉:粉末材料通過供粉缸被推送到打印平臺上,并由鋪粉輥鋪平壓實。
噴射粘合劑:噴頭在計算機控制下,根據3D模型的數據,選擇性地噴射粘合劑到粉末層上,將粉末粘結成特定的截面形狀。
下降與再鋪粉:打印平臺下降一層的高度,供粉缸再次推出新的粉末層,重復鋪粉過程。
重復打印:重復上述步驟,逐層打印并粘結,直到整個模型完成。
后處理:打印完成后,通常需要進行后處理以增強模型的強度和穩定性。這包括去除未粘結的粉末、干燥固化、包覆等步驟。
技術特點
成型速度快:由于采用逐層打印的方式,3DP工藝能夠較快地完成復雜形狀的三維模型制作。
材料多樣性:支持多種粉末材料,包括塑料、陶瓷、石膏、金屬等,增加了制作模型的材料選擇范圍。
彩色打印:通過在粘合劑中添加顏料,可以實現彩色打印,使模型更加生動逼真。
無需支撐結構:在打印過程中,未粘結的粉末可以起到支撐作用,無需額外添加支撐結構。
設備成本較低:相對于其他3D打印技術,3DP工藝無需激光器等昂貴元器件,設備成本相對較低。
然而,3DP工藝也存在一些不足,如模型精度和表面質量相對較差、成型零件的強度和韌性相對較低等。因此,在選擇3D打印技術時,需要根據具體需求和場景進行綜合考慮。
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