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不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同。但是基本原理一样,那就是“分层制造,逐层叠加”,类似于
数学
上的积分过程。形象地讲,快速成形系统就像是一台“立体打印机”[6-9]。
2. 3D打印机的工作原理
3D打印机与普通的打印机工艺原理基本上是相同的,其打印机内装有塑料或金属粉末等“打印材料”,与电脑连接之后,通过电脑控制采用分层加工,叠加成型的方式来“造型”,它会将设计产品分为若干个薄层,每次用原材料生成一个薄层,一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。具体工作原理如下:3D打印工艺一般采用粉末材料(粉末材料不限于砂型材料,还有弹性伸缩、高性能复合、熔模铸造等其它材料可供选择)成形。材料是通过烧结、固化或通过喷头用粘接剂(例如硅胶)将零件的截面“印刷”在材料上面,当上一层粘结完成后,成型缸下降一个距离(等于层厚:0.0l3mm~0.1 mm),供粉缸上升一定高度,推出若干粉末,并被铺粉辊均匀铺平在成型缸上。喷头在计算机控制下,按下一建造截面的成形数据有选择地烧结、固化或喷射粘结剂建造层面。如此周而复始地送粉、铺粉和喷射粘结剂,最终使三文物件成型[10]。打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨” 出模型,而剩余粉末还可循环利用。但需注意,直接打印的物件还须后处理。作为一种综合性应用技术,3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与
化学
等诸多方面的前沿技术知识,具有很高的科技含量。
3. 3D打印技术的分类
根据3D打印机所用材料不同,可将3D打印技术分为以下几大类,如表1。下面将详细介绍3D打印技术的几种分类。
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