3D打印(也稱(chēng)快速原型制作或3D打印)是一種新的制造技術(shù),它將材料層層堆積形成實(shí)體。雖然市場(chǎng)上出現了很多不同的3D打印技術(shù),但是,不管最終產(chǎn)品是快速原型還是功能部件,一般3D打印原理都一樣,都不會(huì )改變。
3D打印制造流程
1、建模軟件設計
生成數字模型是3D打印過(guò)程的第一步。生成數字模型的最常見(jiàn)方法是利用計算機輔助設計軟件(CAD)。 有大量與3D打印兼容的免費和專(zhuān)業(yè)的CAD程序。逆向工程也可以用于通過(guò)3D掃描生成數字模型。
在進(jìn)行3D打印設計時(shí),必須考慮幾個(gè)設計注意事項。這些通常集中在特征幾何形狀限制和支撐或逃生孔要求上,并且會(huì )隨技術(shù)的不同而不斷變化。
2、STL文件轉換和操作
與傳統制造方法不同,3D打印過(guò)程中的關(guān)鍵階段是要求將數字模型文件轉換為STL(立體光刻)文件。STL使用三角形(多邊形)來(lái)描述對象的立體參數信息。在將模型轉換為STL文件之前,應考慮幾個(gè)模型限制,包括物理尺寸,水密性和多邊形數量。
一旦生成了STL文件,該文件就會(huì )導入到切片軟件中進(jìn)行處理。該程序將STL文件轉換為Gcode代碼。Gcode代碼是一種數控(NC)編程語(yǔ)言。它用于計算機輔助制造(CAM)中,以控制自動(dòng)化機床(包括CNC機床和3D打印機)。切片器程序還允許設計人員自定義構建參數,包括支撐,層高和零件方向。
3、3D打印過(guò)程
3D打印機通常由許多小而復雜的零件組成,因此正確的維護和校準對于產(chǎn)生精確的打印至關(guān)重要。在這一階段,打印材料也被加載到3D打印機中。3D打印中使用的原材料通常具有保質(zhì)期,并且需要小心處理。雖然某些過(guò)程提供了回收多余3D打印材料的能力,但如果不定期更換,重復使用會(huì )導致材料性能下降(比如受潮引發(fā)拉絲)。
一旦開(kāi)始打印,無(wú)需監視3D打印機的運轉。3D打印機將遵循自動(dòng)化流程,通常僅在機器用完材料或軟件出現錯誤時(shí)才會(huì )出現報警。
4、去除3D打印支撐
對于某些3D打印技術(shù),去除3D打印模型支撐就像將打印好的模型直接從打印平臺拿出來(lái)一樣簡(jiǎn)單。對于其他更工業(yè)化的3D打印方法,去除支撐是一項特定工作流程,涉及精確地提取打印模型對象,同時(shí)仍將其封裝在構建材料中或附著(zhù)在3D打印平臺上。這些方法需要復雜的拆卸程序,熟練的機器操作員以及安全設備和受控環(huán)境。
5、3D打印后處理過(guò)程
后處理程序再次因3D打印機技術(shù)而異。SLA 3D打印技術(shù)要求在模型處理之前要在紫外線(xiàn)下固化,金屬零件通常需要在烤箱中消除應力,而FDM技術(shù)制作的零件可以直接手動(dòng)處理。大多數3D打印模型都可以打磨,并采用其他后處理技術(shù)(包括高壓空氣清潔,拋光和著(zhù)色)來(lái)準備最終使用的3D打印模型。