什么是3D打印機？3D打印機的應用及原理

什么是3D打印機？

3D打印機是一種通過根據三維數據打印的分層橫截面來創建三維物體的設備。

3D打印機使用“熔融沉積成型（FDM）"、“立體光刻（SLA）"、“選擇性激光燒結（SLS）"、“噴墨法"和“噴墨粉末層壓法"分為5種：

對于家庭使用，經常使用兩種類型：熔融沉積法和立體光刻法。

每種類型 3D 打印機的應用、原理和優點

1. 熔融沉積成型 (FDM)

使用應用程序

人物、模型等的制作

原則

印刷是通過從0.5mm左右的細噴嘴噴出熱塑性樹脂來進行的。

優點

• 主體價格便宜

• 由于材料便宜，可以以低廉的價格進行印刷

• 作為通用 3D 打印機的主流

過失

• 需要支持材料

• 由于印刷過程中出現的層壓痕跡導致印刷物體的外觀惡化

可印刷材料

PLA樹脂、ABS樹脂等

圖 1. 熔融沉積法

2.立體光刻法（SLA）

使用應用程序

制作模型和舞臺道具等。

原則

印刷是通過將光固化液體樹脂暴露并使其硬化來完成的。

優點

印刷后易于加工，讓您制作透明印刷品

過失

• 印刷材料對陽光敏感

• 印刷品的后處理耗時

可印刷材料

環氧樹脂、丙烯酸樹脂等

圖2. 立體光刻法

3.粉末燒結增材制造方法（SLS：Selective Laser Sintering）

使用應用程序

工業設備零件和醫療植入物

原則

打印是通過一次一層選擇性地加熱和燒結粉末材料來進行的。

優點

無需支撐材料即可打印大型、堅固的結構

過失

• 這些設備，包括打印機本身，都很昂貴。

• 印刷品表面粗糙

可印刷材料

尼龍、鈦等金屬材料

圖3.粉末熱增材制造方法

4.噴墨法

使用應用程序

醫療零件和小批量產品的制造

原則

打印是將紫外線固化材料二維排列，然后用紫外線照射使其固化，就像使用普通打印機打印一樣。

優點

易于安裝并允許高分辨率打印

過失

印刷材料易碎且對陽光敏感。

可印刷材料

環氧樹脂、丙烯酸樹脂、ABS樹脂等

圖 4. 噴墨法

5.噴墨粉末沉積法

使用應用程序

醫療零件和小批量產品的制造

原則

打印是通過將粘合劑涂在石膏上并使其硬化來完成的。通過使用著色劑，您可以創建彩色結構。

優點

易于安裝并允許高分辨率打印

過失

打印強度低

可印刷材料

石膏、樹脂、金屬、沙子等

圖5.噴墨粉末沉積方法

如何使用3D打印機

3D 打印機可以通過熔化樹脂來分層設計結構。

我們將解釋您需要準備什么以及實際步驟。

你需要準備什么

• 電腦

• 3D打印機

• 用于設計三維CAD圖紙的3D CAD 軟件

• 切片軟件

• Slice 軟件能夠將 3D 數據轉換為刀具路徑數據。

• 燈絲
  

• 長絲是一種層狀材料。根據3D打印機的層壓方法，類型有所不同，但初學者經常使用PLA樹脂和ABS樹脂。

使用 3D 打印機堆疊結構的步驟

1. 要分層結構，請使用 3DCAD 軟件創建 3D 數據。

2. 將3D數據轉換為STL格式，以便3D打印機可以讀取。

3. 將STL格式數據轉換為刀具路徑數據。

4. 3D打印機操作

5.去除焊接到結構上作為支撐材料的輔助材料。

6. 去除毛刺的表面處理，打造光滑的表面。

圖 6. 從 3DCAD 數據到刀具路徑數據的轉換

可用的燈絲材料

根據設備類型和材料熔化方法，3D 打印機可以處理的材料存在限制。

例如，支持樹脂的3D打印機可以處理從一般軟樹脂到硬樹脂的所有材料。如果該類型與金屬兼容，則可以層壓金屬結構。某些類型的 3D 打印機可以處理多種材料。

在這里，我們將重點關注作為我們可以處理的細絲材料的樹脂和金屬。

樹脂長絲

3D 打印機耗材（PLA 樹脂）-圖片來源：亞馬遜

PLA樹脂和ABS樹脂是初學者到高級用戶廣泛使用的樹脂絲類型。

其他樹脂材料包括尼龍、石膏、橡膠和環氧樹脂。

1.PLA樹脂

它是以玉米為主要成分的聚乳酸，由回收材料合成的樹脂。

2.ABS樹脂

由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯組成的合成樹脂。

金屬絲

金屬絲的類型包括不銹鋼、黃銅、鈦、鉑、銀和金。

此外，還有含有青銅粉的細絲等特殊材料。