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激光3D打印出路在哪里?

2013-03-06 00:04
来源: 赛迪网

  一、3D打印是神话还是实话

  3D打印技术原指增材制造(Additive Manufacturing)技术中的一种,现在普遍被用来描述增材制造行业。早在20世纪80年代中期,3D打印技术就已经出现,现今走过近30个年头。在较长的发展历程中,3D打印由于技术、经济等因素的限制,没有对现有生产模式产生质的改变,而进入2012年之后,随着美国一系列制造业振兴计划的宣布,3D打印作为其中制造业振兴的新技术而备受关注,由一个冷门的名词变得家喻户晓,资本市场也对相关公司看好,推动其股价大涨。反思其发展历程,不由得怀疑这一次的火热,到底是概念的炒作还是3D打印已经成熟,可以承担改革重任?在探究3D打印到底是神话还是实话之前,先分析3D打印的基本情况。

  (一)什么是3D打印

  3D打印技术,是以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同,3D打印将三维实体变为若干个二维平面,通过对材料处理并逐层叠加进行生产,大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力,直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件,使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。

  我们日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品,而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,普通打印机的打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料,打印机与电脑连接后,通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说,3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备,比如打印一个机器人、打印玩具车,打印各种模型,甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。

  3D打印的技术主要包括SLA、FDM、SLS、LOM等工艺,下面我们简单介绍三种主流技术:

  1、立体光刻造型技术(SLA):网友们可以想象一下把一根黄瓜切成很薄的薄片再拼成一整根。先由软件把3D的数字模型,“切”成若干个平面,这就形成了很多个剖面,在工作的时候,有一个可以举升的平台,这个平台周围有一个液体槽,槽里面充满了可以紫外线照射固化的液体,紫外线激光会从底层做起,固化最底层的,然后平台下移,固化下一层,如此往复,直到最终成型。

  其优点是精度高,可以表现准确的表面和平滑的效果,精度可以达到每层厚度0.05毫米到0.15毫米。缺点则为可以使用的材料有限,并且不能多色成型。

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