3D-打印技術(shù)簡(jiǎn)介

1、3D打印技術(shù)簡(jiǎn)介:FDM DLR SLA SLS分析比較我們的群經(jīng)常會(huì)有一些新手在問(wèn)，F(xiàn)DM、DLR、SLA這些是什么呀，該怎么選擇啊，性能咋樣 啊，這些問(wèn)題，這里我就集中起來(lái)答復(fù)一下。當(dāng)然，這里我主要討論的是桌面級(jí)的。DLP先來(lái)說(shuō)說(shuō)根本的原理：FDMP hot ftpol F rWintainFW«n4«rCtMlad>_wikftar如ctSLSimruig ngMirFDM :全稱叫 熔融沉積技術(shù)，根本原理是通過(guò)加熱裝置將 ABS、RLA等絲材加熱融化，然后 通過(guò)擠出頭像擠牙膏一樣擠出來(lái)，一層一層堆積上去，最后成形。大家如果見(jiàn)過(guò)春蠶吐絲，就 清楚了我估計(jì)90后多

2、半沒(méi)見(jiàn)過(guò)，類似的也是如此。蠶體內(nèi)含有絹絲蛋白質(zhì)的絹絲液，蠶用 嘴擠壓吐出，一層一層環(huán)繞，這種液體凝固后就成了絲繭。Th# axlftide< torQu« "« pmch tytlAfn 101«*4 rwtrac* th* h*mtfiipr«GM anourMlA healer block melts the fiiarrwnt to a us命裁 lHHp«ra1uF«.Th» axlriMM niaienil t« l»>d down on tfM model wherw &

3、lt; is nMdedF3n«rM 4 ltdIo lha BilrudsfFiiamem tpwiThe he圖兇 flument «a font oul th« fwh»al tamallar diwn«terTba pnnT *nd/« b«d » mcwd b itw caned W7 pcvtiaH far pldangFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：1操作環(huán)境干凈、平安，材料無(wú)毒，可以在辦公室、家庭環(huán)境下進(jìn)行，沒(méi)有產(chǎn)生毒氣和化學(xué)污染的危險(xiǎn)。2無(wú)需激光器等貴重元器件，因此價(jià)格廉價(jià)。3原材料為卷軸絲形式，節(jié)省空間，易于

4、搬運(yùn)和替換。4材料利用率高，可備選材料很多，價(jià)格也相對(duì)廉價(jià)。FDM技術(shù)的缺點(diǎn)：1成形后外表粗糙，需后續(xù)拋光處理。最高精度只能為0.1mm。2速度較慢，因?yàn)閲婎^做機(jī)械運(yùn)動(dòng)。3需要材料作為支撐結(jié)構(gòu)。SLA :全稱叫立體光固化成型，根本原理是激光束在液態(tài)樹(shù)脂外表勾畫(huà)出物體的第一層形狀， 然后制作平臺(tái)下降一定的距離之間，再讓固化層浸入液態(tài)樹(shù)脂中，如此反復(fù)使用的樹(shù)脂是光敏樹(shù)脂，激光束照射后會(huì)形成固態(tài)。SLA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：60%1開(kāi)展時(shí)間最長(zhǎng)，工藝最成熟，應(yīng)用最廣泛。在全世界安裝的快速成型機(jī)中，光固化成型系統(tǒng)約占2成型速度較快，系統(tǒng)工作穩(wěn)定。3具有高度柔性。4精度很高，可以做到微米級(jí)別，比方0.025mm。

5、5外表質(zhì)量好，比較光滑：適合做精細(xì)零件。SLA技術(shù)的缺點(diǎn)： 1需要設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)需要未完全固化時(shí)去除，容易破壞成型件。2設(shè)備造價(jià)高昂，而且使用和維護(hù)本錢都不低。SLA系統(tǒng)需要對(duì)液體進(jìn)行操作的精密設(shè)備，對(duì)工作環(huán)境要求苛刻。3光敏樹(shù)脂有輕微毒性，對(duì)環(huán)境有污染，對(duì)局部人體皮膚有過(guò)敏反響。4樹(shù)脂材料價(jià)格貴，但成型后強(qiáng)度、剛度、耐熱性都有限，不利于長(zhǎng)時(shí)間保存。5由于材料是樹(shù)脂，溫度過(guò)高會(huì)熔化，工作溫度不能超過(guò)100 'C。且固化后較脆，易斷裂，可加工性不好。成型件易吸濕膨脹，抗腐蝕能力不強(qiáng)。SLS打印技術(shù)技術(shù)原理:SLSSelective Laser Sintering，粉末材料選擇性激

6、光燒結(jié)。該技術(shù)采用鋪粉將一層粉末材料平鋪在已成型零件的上外表，并加熱至恰好低于該粉末燒結(jié)點(diǎn)的某一溫度，控制系統(tǒng)控制激光束按照該層的截面輪廓在粉層上掃描，使粉末的溫度升到熔化點(diǎn)，進(jìn)行燒結(jié)并與下面已成型的局部實(shí)現(xiàn)粘結(jié)。一層完成后，工作臺(tái)下降一層厚度，鋪料輥在上面鋪上一層均勻密實(shí)粉末，進(jìn)行新一層截面的燒結(jié)，直至完成整個(gè)模型。fn e mSLS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：1可用多種材料。其可用材料包括高分子、金屬、陶瓷、石膏、尼龍等多種粉末材料。特別是金屬粉末材料，是目前3D打印技術(shù)中最熱門的開(kāi)展方向之一。2制造工藝簡(jiǎn)單。由于可用材料比較多，該工藝按材料的不同可以直接生產(chǎn)復(fù)雜形狀的原型、型腔模三維構(gòu)建或部件及工具。3

7、高精度。一般能夠到達(dá)工件整體范圍內(nèi)mm的公差。4無(wú)需支撐結(jié)構(gòu)。疊層過(guò)程岀現(xiàn)的懸空層可直接由未燒結(jié)的粉末來(lái)支撐。5材料利用率高。由于不需要支撐，無(wú)需添加底座，為常見(jiàn)幾種3D打印技術(shù)中材料利用率最高的，且價(jià)格相對(duì)廉價(jià)。DLP :全稱叫數(shù)字光投影技術(shù)。使用的耗材和SLA 一樣，都是光固化樹(shù)脂。那和 SLA有什么 區(qū)別呢？為什么叫數(shù)字光投影呢？其實(shí)在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，DLP與SLA最大的不同在于，DLP用的是投影儀的數(shù)字光源沒(méi)用用過(guò)投影儀？買一個(gè)試試，哈哈，SLA用的是激光頭。正因?yàn)槿?此，DLP 一掃就是一片，SLA成形只能靠一個(gè)激光點(diǎn)。一些 DLP機(jī)器還可以打多種材料，例如DLP200臺(tái)面可以打印多種

8、材料，樹(shù)脂 ABS亞克力 再來(lái)說(shuō)性能： 打印尺寸:FDM的機(jī)器，在架構(gòu)上靈活多樣，有 XYZ框架結(jié)構(gòu)的，有三角州結(jié)構(gòu)的，有機(jī)械手臂的，因 此成形尺寸可以做得很小，也可以做得很大，大家看看這個(gè)機(jī)器，是不是很大?。?但是問(wèn)題也來(lái)了，大尺寸的FDM機(jī)器，往往會(huì)存在穩(wěn)定性不好，打印速度慢的問(wèn)題。所以，沒(méi) 有相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力的人或公司，是造不好大型 FDM機(jī)的。上海復(fù)翔的大尺寸機(jī)器而SLA和DLP在成形原理上的限制，暫時(shí)就無(wú)法做出大型的機(jī)器，當(dāng)然，未來(lái)會(huì)有更好的，另當(dāng)別論。SLA理論上和FDM 樣可以做的無(wú)限大的尺寸，只不過(guò)速度會(huì)慢，SLA也是通過(guò)光軸移動(dòng)來(lái)打印的。而DLP呢？如果做大的話，會(huì)犧牲精度，

9、而 SLA和FDM不會(huì)。總之，在實(shí)際中，成形尺寸上：FDM > SLADLP。成形精度：3D打印機(jī)有XYZ三個(gè)軸來(lái)控制精度，Z軸是步進(jìn)電機(jī)精度，就是咱們說(shuō)的層厚，這個(gè)精度FDM、 DLP、SLA沒(méi)什么區(qū)別，因?yàn)橘I的都是市面上的步進(jìn)電機(jī)，理論上最小可以到 0.01MM。差異 主要是在X、Y軸精度上?，F(xiàn)目前，理論情況下DLP光斑精度最小只有0.1MM ,SLA是0.2MM， FDM0.3MM。那么，是不是三者的關(guān)系是：DLP > SLA > FDM呢？其實(shí)在實(shí)現(xiàn)中，還是有一定的差異。當(dāng)然， FDM是精度是最低的。由于FDM是一層層通過(guò)擠出頭擠出耗材的，所以對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)要求比較高，在

10、精度上，目前還不 是特別的好。臺(tái)階效應(yīng)比較明顯就是一層一層的那個(gè)東西。FDM主要是看噴頭，噴頭直徑越小精度越高，但是噴頭小了，也容易造成耗材堵塞，所以噴頭不是越小越好不同廠家FDM機(jī)器的臺(tái)階效應(yīng)比照。而SLA和DLP機(jī)器呢，由于是光照成形，所以精度要高得多這是著名的美國(guó)F0RM1的SLA機(jī)器打印效果 看看DLP的效果：這是雪豹DLP機(jī)器的效果，這個(gè)就幾乎看不到臺(tái)階效應(yīng)了這是個(gè)喬克兄弟DLP機(jī)器的效果，相當(dāng)精美了。剛剛說(shuō)了，在理論上，DLP > SLA。但在實(shí)際中，SLA > DLP。那么為什么DLP精度沒(méi)有SLA 高呢，是因?yàn)镈LP出來(lái)的光是扇形光，是有散射的，SLA是激光是近似一

11、條直線，所以在精度 上會(huì)優(yōu)于DLP。總之，在精度上：SLA > DLP > FDM再來(lái)看打印速度：目前桌面級(jí)的FDM機(jī)器，打印速度最高的，還得算荷蘭的 Ultimaker 2系列，官方數(shù)據(jù)是：可 以調(diào)整至30至300 mm/s而以FORM1為代表的SLA機(jī)器，我沒(méi)找到具體參數(shù)，但我們測(cè)試過(guò)一臺(tái)，比普通的FDM機(jī)器慢得多。原因是什么？因?yàn)樗强考す恻c(diǎn)成形。DLP 機(jī)器，相對(duì)來(lái)說(shuō)就快得多，一掃就是一大片。我們測(cè)試過(guò)一臺(tái)雪豹的機(jī)器，比 FORM1 快 大概 20 倍?？傊诖蛴∷俣壬希?DLP >= FDM > SLA 機(jī)器價(jià)格：普遍的， FDM 比 SLA 、 DLP 廉

12、價(jià)，大多在 2000 千至 2 萬(wàn)，當(dāng)然，進(jìn)口的 FDM 機(jī)器也很貴， 像 Ultimaker ， Makerbot 大多在 2 萬(wàn)以上。而 SLA、DLP ，因?yàn)榫雀?，可以廣泛用于工業(yè)用途，特別是珠寶商。比 FDM 機(jī)器貴得多。比 方 FORM1 ，在 3 萬(wàn)左右，雪豹的 DLP 機(jī)器，官方報(bào)價(jià)是 9800 。喬克兄弟的 DLP 機(jī)器，算是 準(zhǔn)工業(yè)級(jí)了，官方報(bào)價(jià)是 8萬(wàn) 6，市面上其他廠商的 DLP 機(jī)器普遍是 4 萬(wàn)以上。 總之，在價(jià)格上，桌面級(jí)的。 SLA > DLP > FDM 耗材價(jià)格：FDM 機(jī)器現(xiàn)在比較普及，耗材相對(duì)廉價(jià)，一公斤 ABS 耗材在 50 至 200 元之間取決于品質(zhì) SL