大唐盛世-帶你認(rèn)識(shí)不同種類的3D打印機(jī),3D打印機(jī)都有哪些類型?
如今,市場(chǎng)上的3D打印機(jī)種類繁多,在了解其基本類型之前先了解一些打印機(jī)工作的基本原理。
1. 3D打印機(jī)的基本工作原理
3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),采用不同制作工藝,運(yùn)用粉未狀或絲狀材料,通過逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型,現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造,意味著這項(xiàng)技術(shù)正在普及。
3D打印機(jī)將虛擬的數(shù)字化三維模型直接轉(zhuǎn)變成了實(shí)體模型。3D打印的基本原理如圖所示。
在操作上,3D打印機(jī)與普通打印機(jī)打印一份文件一樣:?jiǎn)螕粲?jì)算機(jī)屏幕上的“打印”按鈕,數(shù)字文檔就會(huì)被輸送到噴墨打印機(jī)那里,打印機(jī)在一張紙的表面留下一層油墨,從而創(chuàng)造出一個(gè)二維圖像。然而,在3D打印機(jī)的打印過程中,通過一臺(tái)計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì),3D打印軟件把圖像分解為一系列數(shù)字切片,并把描述這些數(shù)字切片的信息輸送到3D打印機(jī)中,打印機(jī)便連續(xù)不斷地增加薄層,直到一個(gè)堅(jiān)固的物體出現(xiàn)為止。這兩種打印機(jī)最大的區(qū)別是,3D打印機(jī)所使用的“墨水”是一種粉未狀或者絲狀的材料。
2. 3D打印機(jī)的分類
3D打印機(jī)的分類方法如下:
(1)按照打印機(jī)的大小分類
按照打印的大小可以將3D打印機(jī)分成桌面級(jí)3D打印機(jī)和工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)。
工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)一般比較大,可以打印的物體也是偏大的,一般用于工業(yè)產(chǎn)品的制造,如打印一些零部件和模具。根據(jù)工藝不同使用的材料也是各不相同的。
桌面級(jí)3D打印機(jī)一般比較小,就像普通的打印機(jī)一樣可以直接放置在桌面上打印物體。這種打印機(jī)基本上采用的都是FDM工藝技術(shù),更多地應(yīng)用于日常生活之中,如打印一些小零件或者小玩具。同時(shí),這種打印機(jī)因?yàn)槠浜?jiǎn)單輕便的優(yōu)勢(shì)也很受設(shè)計(jì)師的歡迎,很多設(shè)計(jì)師會(huì)購(gòu)置3D打印機(jī)來(lái)印證自己的設(shè)計(jì)是否可行。
(2)按照打印機(jī)的成型原理分類
按照打印機(jī)所使用的成型原理的不同,可以將3D打印機(jī)分為
(Fused Deposition Modeling熔融沉積快速成型技術(shù))打印機(jī)、SLA(Stereo Lihography Appearance.光固化成型技術(shù))打印機(jī)、SLS (Selected Laser Sintering,選擇性激光燒結(jié)成型)打印機(jī)、LOM(Laminated ObjectManufacturing,薄材疊層制造)打印機(jī)、三維打印成型技術(shù)(3DP)打印機(jī)等。
(3)按照打印機(jī)打印物體的顏色分類
有些打印機(jī)只能支持一種顏色的物體的打印,而有的打印機(jī)可以支持很多種顏色的打印。只有一種顏色的打印機(jī)稱為單色3D打印機(jī),只有兩種顏色的打印機(jī)稱為雙色3D打印機(jī),支持彩色打印的打印機(jī)稱為全彩3D打印機(jī)。目前只有3DP技術(shù)的打印機(jī)是支持全彩的。
(4)根據(jù)打印機(jī)的打印噴頭的數(shù)量分類
根據(jù)FDM打印機(jī)的打印噴頭的數(shù)量可以將3D打印機(jī)分為單頭打印機(jī)、雙頭打印機(jī)和多頭打印機(jī)。這是相對(duì)于FDM工藝技術(shù)來(lái)進(jìn)行分類的,因?yàn)镕DM打印機(jī)是使用噴頭將打印材料的絲從噴頭擠出層層堆疊的。目前單頭打印機(jī)比較多,因?yàn)橄鄬?duì)而言單頭打印的物體精度要更高一些。雖然雙頭打印機(jī)起步較晚,但是最近得到了普及。
(5)按照材料薄層結(jié)合的方式不同分類
按照3D打印機(jī)打印時(shí)材料的薄層結(jié)合的方式不同可以將3D打印機(jī)分為噴墨3D打印機(jī)、粉劑3D打印機(jī)和生物3D打印機(jī)。
1)噴墨3D打印機(jī)。部分3D打印機(jī)使用噴墨打印機(jī)的工作原理進(jìn)行打印。某企業(yè)生產(chǎn)的3D打印機(jī)利用噴墨頭在一個(gè)托盤上噴出超薄的液體塑料層,并經(jīng)過紫外線照射而凝固。此時(shí),托盤略微降低,在原有薄層的基礎(chǔ)上添加新的薄層。另一種方式是熔融沉積成型。FDM應(yīng)用的就是這種方法,具體過程是在一個(gè)(打?。C(jī)頭里面將塑料融化,然后噴出絲狀材料,從而構(gòu)成一層層薄層。
2)粉劑3D打印機(jī)。大多數(shù)工業(yè)3D打印機(jī)利用粉劑作為打印材料。這些粉劑在托盤上被分布成一層薄層,然后通過噴出的液體粘結(jié)劑而凝固。在一個(gè)被稱為激光燒結(jié)的處理程序中,通過激光的作用,這些粉劑可以熔融成想要的樣式?,F(xiàn)在,能夠用于3D打印的材料范圍非常廣泛,塑料、金屬、陶瓷以及橡膠等材料都可用于打印。有些機(jī)器可以把各種材料結(jié)合在一起。
3)生物3D打印機(jī)。生物3D打印機(jī)其實(shí)就是使用3D打印機(jī)去復(fù)制一些簡(jiǎn)單的生命體組織,如皮膚、肌肉及血管等。有可能,大的人體組織(如腎臟、肝臟甚至心臟)在將來(lái)的某一天也可以進(jìn)行打印。如果生物打印機(jī)能夠使用病人自己的干細(xì)胞進(jìn)行打印,那么在進(jìn)行器官移植后,其身體就不可能對(duì)打印出來(lái)的器官產(chǎn)生排斥。
3D打印機(jī)還可以有很多的分類,如按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同,可以分為工業(yè)3D打印機(jī)、人像3D打印機(jī)、食品3D打印機(jī)、生物3D打印機(jī)等;按照打印的精度不同,可以分為個(gè)人3D打印機(jī)和專業(yè)3D打印機(jī)等。其實(shí)了解一個(gè)3D打印機(jī)主要就是要關(guān)注打印機(jī)的應(yīng)用技術(shù)、耗材(類別和顏色)、成型尺寸、精度、應(yīng)用領(lǐng)域等這幾個(gè)會(huì)影響到打印效果的方面。