3D打印法

学习添加制造技术、行业应用和原型制作至生产收益

3D打印的良好起始点是视之为构件过程,即添加素材组成对象,而不是像CNC机械化那样去减法某些人喜欢用它更正式的名称命名:添加制造特别是当连接工业级质量和生产量,但诚实地说,大多数人只是使用3DP术语,我们经常使用3DP

是谁想出这么酷的点子开始它的东西科幻小说亚瑟CClarke作者想出1964年三维打印背后的一般假设距合法三维打印上场还有20年 多亏Chuck Hull立体文学进程专利使用激光固化热塞树脂层发明标志今天添加剂制造实战看到了增长产业的潜力,Hull于1986年创建3D系统一年后,公司发布SLA-1,这是世界第一个商业上可用的SLA打印机

立体文学最早使用之一是快速原型设计,用于快速创建新零件和产品物理原型这使设计师和工程师比传统制造法更快和成本效益测试自己的设计

Flate沉积建模(FDM)捕捉世界桌面爱好者心型建模于1988年出现,同年获选激光插播首项专利更多关于这些过程和其他过程后


时间线图像

超出酷因子 3D打印爱是怎么回事与传统进程3D打印相比,它大有作为令你:

  • 构造复杂度、有机几何和内部特征对局部成本作用有限
  • 多构件组件合并成单片
  • 避免前期工具成本
  • 速度制作快速获取部件

3D打印的一个基本长处是它允许快速迭代首发部分为第一天, 找点你想修改设计的东西, 并日复一日地有新版部分第二大优势在于你拥有非同凡响(尽管不是)完全化设计弹性医学航空航天公司特别想利用这两个好处


三维打印如何工作

和制造任何部件一样,它从设计师开始使用CAD程序创建3D部件模型系统引用并调整后 数字文件可逐层发送打印机视你选择过程而定,它可能从粉状或树脂床开始或从熔化素层开始,大似喷墨打印机化学、紫外光或高功率激光会熔化层直到部件完全有比它更多, 我们将讨论单个过程 后段


公共三维打印应用


自三维打印成为多行业通向过程以来,时间还没那么长连大公司都依赖添加制造为产品创建独特部件


蓝图标

航空航天局

元件原型常用高速迭代并测试验证过程,但越来越多的印刷元件最终使用并飞入空间

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汽车

快速制造零件意味着将前沿技术带入汽车、卡车和总线并减少模型生命周期

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电子学

消费者渴望设计完善的产品,通过三维打印向大型趋势如大规模定制提供开发手

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医学类

医疗行业快速迭代用三维打印可靠方法获取产品和装置过关批批量并接近市场来拯救生命,这不言而喻


添加式制造可用于快速原型制作和这些以及其他大型行业的生产典型部件实例包括:

  • 引擎组件
  • 窗体适配原型
  • 燃料注入器
  • 热交换器和热汇
  • 住宅和分页
  • 吉格和固定装置
  • 医疗设备
  • 并发合用
  • 外科仪表
计算机数字部件

3D打印工具箱

深入设计建议优化三维打印部件设计用添加制造可加速生产时间并降低总成本

取出工具箱

3D打印新趋势



经济成长

3D打印业正在飞跃发展A级2022报告HUBs团队表示三维打印市场未来四年规模将翻倍 2026年达445亿美元if you aren't使用3DP制造零件,你肯定会很快与增长并行的是打印机质量提高和添加过程标准化,这些需求来自两大行业需求:航空航天和医学往往为汽车工业和工业设备的进步铺路

可持续性

我们看到AM材料处理回收最佳做法持续进展, 包括处理后3DP部件所需材料添加式生产零件市场份额扩大后,可持续材料数目将随同而来,但AM工作流程也会导致负责任制作和利用

AM技术升级

工业打印机建设速度快精确还有很多整理选项可用 从材料增强到平滑表面粗糙度和美学所有这些都使三维打印为制造原型以及终端使用和生产量零件提供合理的解决方案

金属打印

巨大的生长区之一是金属三维打印部件接近完全稠密 并拥有3DP提供的所有几何优异性况且,像打印机GEadtive X线2000R可打印大到31.515.7英寸乘以19.7800mmx400mmx600mm)-约西瓜大小-它把多金属部件合并成一个比较现实的选项

添加教育

STEM课程和大学帮助培训下一代AM实践者中心侧重于三维打印独有并有潜力提高制造和产品开发效率的设计原理和能力最有影响力趋势驱动添加剂生产 即增加安慰工程师 3D打印实工序大约十年前,三维打印开始成为原型应用主流过程,现在许多工程师可访问办公或实验室并频繁使用打印机


三维打印使用案例类型


难以判断哪个打印技术最合情合理见下文引导你解答


直接金属激光线程


DMLS机开始截取每一层-先是基板支持结构,然后部分本身-用激光对准金属粉状床跨段粉层微接转平台转下并重新校对刀片跨平台沉入下层粉末嵌入惰性构件室过程逐层重复直到构建完成

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银3D印刷零件

专业类

  • 适合终端使用应用
  • 高分辨率部件
  • 创建复合几何高性能金属

康斯

  • 通常需要广泛的后处理和热处理
  • 慢化构建过程
  • 昂贵过程

使用案例

  • 原型制作级材料
  • 复杂几何
  • 功能终端部件
  • 压缩组装中的金属组件

采石术


SLA机器开始绘制支持结构层次,继之以部分本身,用紫外线激光对准液温树脂表面图层成像树脂表面后,构建平台向下移位并重编栏跨平台应用下一层树脂过程逐层重复直到构建完成

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专业类

  • 平滑表面完成
  • 细节特征解析
  • 高热偏转材料

康斯

  • 颜色和素材随时间推移会变弱
  • 有限适配功能测试
  • 下降强度沿Z轴

使用案例

  • 特征小到0.0020.05毫米
  • 紧耐用性需求
  • 需要平滑表面补丁

选择激光定时


SLS机器开始截取每一层局部几何并制成尼龙基火药加热床后层接合,滚动跨床分配下层粉末过程逐层重复直到构建完成

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SLS进程

专业类

  • 硬性耐用部件
  • 单向机械属性
  • 化学抗药性材料

康斯

  • 纹理表面补全
  • 大容
  • 大段Warbage潜力

使用案例

  • 插件和定件
  • 住宅区
  • 拼接活链

多喷气聚合


多喷射聚变阵列有选择地对尼龙粉床应用阻塞分解物剂,然后通过加热元件分解成固态层后层分配粉末到床顶并进程重复直到部件完全

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多喷射进程

专业类

  • 硬性耐用部件
  • 经济型
  • 带热偏转性能的材料

康斯

  • 纹理表面补全
  • 前后不一的盐和辣椒外观
  • warbage潜力

使用案例

  • 部件需要一致性异步机械性
  • 功能原型和终端使用部件
  • 复杂有机几何特征精美

碳数字光合成


碳DLS使用CLIP(连续液接口制作)技术通过光化过程生成部件,该过程平衡光和氧工作方式是通过可透氧窗口投射光入UV可解树脂库数列紫外线图像投射 部分固化 构建平台上升

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专业类

  • 快速构建过程
  • 耐用部件

康斯

  • 厚度和曲折限制
  • 小点平台
  • 双片材料需要加热处理阶梯

使用案例

  • 复杂设计挑战模
  • 需要异向机械特性和平滑表面完成
  • 生产部件材料可类比abs或聚碳酸
  • 持久端使用组件

PolyJet


PolyJet过程从喷小滴液相聚合物开始,分层即时紫外线解析Voxels(三维像素)战略定位数字素材.每一福克斯尔垂直厚度等于层厚度30微米细数素材层积聚搭建平台以创建精确3D打印部件

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多边喷射机

专业类

  • 中值物价
  • 原型超模部件
  • 范围调频选项

康斯

  • 有限适配功能测试
  • 有限强度
  • 颜色和素材随时间推移会变弱

使用案例

  • 超发胶或硅胶橡胶零件原型设计
  • 组合双色或双色计成单片
  • 模拟弹性件或软件

散装沉积建模


热塑丝或塑料池加热至熔点热液塑胶通过喷嘴生成,沿构建平台X和Y轴生成薄单层层快速冷凝逐层填全后平台下拉并堆积更多熔化塑料,垂直生长部分(沿Z轴生长)。

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整形部件

专业类

  • 可搭建桌面设备
  • 快速原型解决方案
  • 中度强度

康斯

  • 立面纹理
  • 有限适配功能测试
  • 下降强度沿Z轴

使用案例

  • 令原型测试适配形式
  • 部件高热、化学接触或机械压力

Protolabs提供所有上述进程,FDM除外数字网络HUBS提供桌面和工业FDM打印部件大小达19.68乘以19.68乘以19.68500mmx500mmx500mm


公共三维打印术语


添加点
无扩展 扩展多

使用机械化材料从块块、条或棒切除或减法创建部件并加加制造-并具体3D打印-材料相加以创建部件

构建
无扩展 扩展多

基本部分你正在制造 过程制作

构建室
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3D打印部件制造区为了避免构造期间的污染,它通常是密封的,有时注入惰性气体清除碎片

构建板
无扩展 扩展多

物理板块搭建也可以指建平台或打印床

Dfam网络
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缩写添加制造设计.内含规则和最佳做法,通过3D打印等添加过程实现功能部件

填充
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内料帮助维系结构

层厚度
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3D打印过程相加物层高度影响最终打印质量和分辨率的主要因素之一

方向定位
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部件方向指构件期间三维打印机数字布置方式方向选择会影响支持结构设计、表面完成质量、部分强度和构建时间打印时部分高度定义为Z轴X-和Y-轴作用为边界轴与构建板对齐

后处理
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后处理是一个广义术语,指打印机信号构建完成后对三维打印部件所完成的任何工作这可能包括支持结构清除、粉清除、沙子整理、爆破、热处理和其他二级操作

解决方式
无扩展 扩展多

偶称垂直层高度、Z高度或层厚度分辨率越高,层厚度越小通常用微量测量

STL文件
无扩展 扩展多

文件类型用于三维打印描述部分表面 破解成三角集合STL文件列出了每个三角点的位置以及三角向外的哪一端学习更多.

支持结构
无扩展 扩展多

多维打印过程需要支持结构实现可打印性工具架系统确保部件可逐层构建而无重大缺陷程序还起媒体作用,打印时将部分嵌入构建板块设计支持结构系统是实现质量部分的关键劳动密度最高的三维打印部件中包括清除支持结构材料

摇动
无扩展 扩展多

偏差冷却印刷层或材料重积支持结构不足引起不良失真


缺陷和如何从设计中消解

避免三维打印部件问题的最佳方式是密切遵循DFM指南有几件事情需要小心设计


避免大叠加

大悬浮可成为三维打印问题,因为它们需要支持结构在底部打印,这可能耗时耗时,增加材料耗用并导致悬浮底部面质差特别是DMLS零件问题

消除薄墙

薄墙在使用期间可能没有足够的抗力或应力,并容易变形或破损极有可能引起曲调或层分打印归结为粗糙表面因层间联系差而完成,如果墙太薄,甚至可能难以打印部分

注意Warpage

3D打印部件句子是一个常见问题,可因各种因素产生,包括所用材料类型、部件设计以及部分印制条件可能需要添加支持或使用厚墙另一种解决办法是加层结构避免大片平面滑动避免报文最佳方法之一是选择最优打印取向,以确保你那部分能以最少支持需求支持自己最后添加更多素材二叉木筏)从底部可以对构建板多加粘合并降低发波概率

查查这个博客文章避免最大3DP设计错误


向量图形

设计DMLS时,要小心悬置-中断部分几何变化例子显示,如果下层大于前层,它将产生悬浮DMLS有限支持悬浮

向量图形

蓝色/淡色表示微分辨率,绿色高分辨率,橙色表示正常分辨率最小通道和最小Z维度同时适用于NR和HR


后处理三维打印


求增强3D打印部件的强度、清晰度或外观从微浮度和微分辨率材料中选择,金属电镀,二次机械化和定制补丁,如绘画、清晰涂层和降压


曲面填充选项

未完成 点或站起点从支持结构遗留物中仍然可见
自然界 支持面沙落消除支持nibs
标准类 支持面被沙化, 整个部分被精美爆破以保持一致性注意层还原
自定义 软触摸画 清晰部分整理 画 遮罩 颜色匹配 标记/绘图 纹理补全

清除三维打印部件

半成像ABS部分三维打印SLA

圆银3D打印部件

金属部件标准完成量与DMLS打印


自定义完成选项
清除套接字 清晰整洁可应用到ABS类半透明/清除物(WaterShedXC11122)和PC类半透明/清除物(Accura60)
画画 平滑部分除沙和打扫后,零件可用汽车级涂料涂刷提供句式颜色与引文请求并提供软触摸画
排位 无电镍电板可用于实现相似投铝或镁的部件
迭宁市 Dyeing为3D打印颜色的另一种方法快速选择颜色有限, 成本效益比绘画高
拆卸 标记可用于添加标识或其他图形以提升化妆品或函数
波兰宁 似镜像结晶如果这是必备条件,则请求您提供图画或图像表示完成期望
热处理 硬化加固多热处理选项三维打印物:NADCAP热处理、热异步按压(HP)、解析退和老化
Machining公司 机器3D指纹实现异常表面完成质量或满足紧耐用
蒸气平滑 sLS或MJF打印过程所制化学蒸发显著降低表面粗糙度

圆形清除三维打印部件

ABS式自定义清晰大衣与SLA打印3D

圆银3D打印部件

高抛光金属部分3D打印DMLS


或终端使用生产部件 添加制造大有前途从几何弹性各种材料到快速迭代 短短几天内你就能得到高质量部件有问题引用或设计 与应用工程师商谈 帮助引导你经历过程期望与你合作下个项目


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去哪儿取三维打印文件

市场兴旺自由3DPCAD文件.这里只是人们寻找或可工作的东西的一些地方:

软件三维打印设计

选择计算机辅助设计程序或附加支持软件时,有几大选项可用现仅举几例:

连强权都存在免费CAD程序刚起步时可以试

接受三维打印文件

不论选择使用什么程序,注意我们接受以下文件格式的CAD

  • MESH(.stl)
  • step/step
  • SOLIDWORKS(.sldprt)
  • GESs/.iges