立體噴墨打印法(Three-Dimension Printing,3DP)最早由美國麻省理工學院 (MIT) 于 1993 年開發(fā)。該技術通過使用液態(tài)連結體將鋪有粉末的各層固化,以創(chuàng)建三維實體原型?;?3DP 技術,美國Z Corp公司開發(fā)了3d打印成型機,我們所使用的3d打印設備即由其出品 ;3d打印機使用標準噴墨打印技術,通過將液態(tài)連結體鋪放在粉末薄層上,逐層創(chuàng)建各部件。與2d平面打印機在打印頭下送紙不同,3d打印機是在一層粉末的上方移動打印頭,打印橫截面數據。 彩色3d打印機打印成型的樣品模型與實際產品具有同樣的色彩。您可以將彩色分析結果直接描繪在模型上,或者注釋并標記設計更改,以便進一步增強模型樣品所傳遞的信息值。1993年由MIT發(fā)明,1995年 Z Corporation公司獲得專屬授權,2011年被3D Systems收購(技術名稱更改為ColorJet Printing)推出,是世界上最早的全彩色3D打印技術。國際上著名的3dp工藝公司還有ExOne、VoxelJet等。
一、3DP工藝的原理 從工作方式來看,三維印刷與傳統(tǒng)二維噴墨打印最接近。與SLS工藝一樣,3DP也是通過將粉末粘結成整體來制作零部件,不同之處在于,它 不是通過激光熔融的方式粘結,而是通過噴頭噴出的粘結劑。其詳細工作原理為:1)3DP的供料方式與SLS一樣,供料時將粉末通過水平壓輥平輔于打印平臺 之上;2)將帶有顏色的膠水通過加壓的方式輸送到打印頭中存儲;3)接下來打印的過程就很像2D的噴墨打印機了,首先系統(tǒng)會根據三維模型的顏色將彩色的膠 水進行混合并選擇性的噴在粉末平面上,粉末遇膠水后會粘結為實體;4)一層粘結完成后,打印平臺下降,水平壓棍再次將粉末鋪平,然后再開始新一層的粘結, 如此的反復層層打印,直至整個模型粘結完畢;5)打印完成后,回收未粘結的粉末,吹凈模型表面的粉末,再次將模型用透明膠水浸泡,此時模型就具有了一定的 強度。
理論上講,任何可以制作成粉末狀的材料都可以用3DP工藝成型,材料選擇范圍很廣。
二、3DP工藝的優(yōu)勢、劣勢1)成型速度快,價格相對低廉,粉末通過粘結劑結合,而不是其他工藝在保護氣氛下燒結。 2)可實現有漸變色的全彩色3D打印,可以完美體現設計師在色彩上的設計意圖。 3)打印過程無需支撐材料,不但免除去除支撐的過程,而且也降低了使用成本。 4)可實現大型件的打印(目前最大可打印4米)。 5)產品力學性能差,強度、韌性相對較低,通常只能做樣品展示,無法適用于功能性試驗。 6)采用 3DP技術的3D打印機,多用于砂模鑄造、建筑、工藝品、動漫、影視等方面,目前有些3D照相館也都是采用了3DP技術的3D打印機。
三、3DP工藝的應用1)全彩色外觀樣件、裝配原型。 2)某些條件下可生產毛坯零件,借助后期加工得到工業(yè)產品。如粘結金屬粉末后期燒結并滲入金屬液得到可使用零件。 3)鑄造模樣打印。 4)直接打印砂型、砂芯。
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