多材料与高精度打印:未来 3D 打印将能同时使用多种不同材料进行打印,实现一个部件多种材料性能的集成。打印精度也会不断提高,纳米级打印技术会逐渐成熟并应用,使制造更精细、更复杂的结构和产品成为可能,如微机电系统、生物细胞结构等。高速打印技术的突破:通过优化打印头设计、材料输送系统和运动控制算法等,3D 打印速度将大幅提升,缩短生产周期,满足大规模生产需求。例如连续液体界面生产技术(CLIP)等新型高速打印技术不断发展,未来可能会有更多类似的高效打印技术出现。与其他技术深度融合:3D 打印与人工智能、物联网、大数据等技术融合将更加紧密。人工智能可用于优化打印路径、预测和检测打印缺陷;物联网使 3D 打印机能实现远程监控和管理,构建智能工厂;大数据可用于积累打印数据,为材料研发、工艺优化提供支持。3D打印在医疗领域用于定制假体、牙齿矫正器和手术模型。江苏PA123D打印设计
树脂打印(光聚合)原理:使用光源在容器中选择性地固化(或硬化)光聚合物树脂。换句话说,光被精确地引导到液体塑料的特定点或区域,使其硬化。类型:立体光刻(SLA)、液晶显示(LCD)、数字光处理(DLP)、微立体光刻(µSLA)等。材料:光聚合物树脂(可浇注、透明、工业、生物相容性等)。特点:精度高,表面光滑,能够打印复杂的细节。
粉末熔融(粉末床熔融,PBF)原理:热能源选择性地在构建区域内熔化金属粉末颗粒(塑料、金属或陶瓷),以逐层创建固体物体。类型:选择性激光烧结(SLS)、激光粉末床熔融(LPBF)、电子束熔化(EBM)等。材料:金属、塑料、陶瓷等粉末材料。特点:能够打印度的材料,适合工业级打印。 丽水透明3D打印工厂航空航天行业利用3D打印制造轻量化、强度高的零部件。
模型结构合理性:3D 打印模型的结构设计直接影响打印的可行性和质量。复杂的结构可能需要更多的支撑材料,增加打印难度和成本,并且在去除支撑时可能会损伤产品表面。同时,不合理的结构可能导致打印过程中出现应力集中,引起产品变形或断裂。壁厚和尺寸:产品的壁厚和尺寸也需要合理设计。壁厚过薄可能导致产品强度不足,容易断裂;壁厚过厚则可能增加打印时间和材料成本,还可能引起内部缺陷。尺寸过大的产品可能超出打印机的打印范围,或者在打印过程中由于重力等因素影响而出现变形。切片参数设置:将 3D 模型转换为打印机可识别的切片文件时,切片参数的设置至关重要。包括层厚、打印速度、填充密度、支撑结构等参数都会影响打印质量。例如,层厚设置过大可能使产品表面台阶效应明显,影响外观质量;打印速度过快可能导致材料来不及粘结,降低产品强度。
3D打印技术依据其打印原理和材料的不同,可以分为多种类型。以下是一些主要的3D打印类型:
材料挤出类熔融沉积式(FDM/FFF)原理:通过加热和熔化丝状的热塑性材料,喷头底部带有微细喷嘴,在计算机控制下,喷头沿X轴方向移动,工作台沿Y轴方向移动,根据3D模型的数据移动到指定位置,将熔融状态下的材料挤出并终凝固。每完成一层的喷射,工作台沿Z轴方向按设定的层厚度下降,新喷射的材料沉积在已固化的材料上,逐层堆积形成终的成品。材料:聚乳ABS塑料等热塑性材料。多头喷射原理:在打印过程中使用多种材料,喷头喷射出成型材料和支撑材料。材料:树脂、蜡等,对于塑料和齿科设备种类,支撑材料是蜡,成型材料是紫外线固化的丙烯酸酯塑料。 应用于医疗,可打印人体组织。
文化创意产业珠宝设计与制造:在珠宝行业,SLA 技术可用于快速制作珠宝首饰的蜡模或树脂模型。设计师可以将复杂的设计理念迅速转化为实物,进行评估和修改,然后通过失蜡铸造等工艺生产出终的珠宝产品,缩短了设计和生产周期,同时也能实现高度个性化的设计。文物保护与修复:对于破损或缺失部分的文物,利用 SLA 技术可以根据文物的数字模型,精确复制出缺失的部分,实现文物的修复和还原。此外,还可以通过 3D 打印制作文物的复制品,用于展览、研究和文化传播,避免对珍贵文物造成损害。3D打印与AI结合,提升打印精度和效率,实现自适应打印。常州铝合金3D打印定制
3D打印可以制造功能性产品,如可穿戴设备和电子元件。江苏PA123D打印设计
SLS选择性激光烧结(Selective Laser Sintering)技术特点:使用激光束扫描粉末材料,使其达到烧结温度并粘结在一起,逐层堆积形成物体。应用范围:主要用于金属和塑料粉末的打印,适用于汽车零部件、航空航天零件等度、高精度要求的领域。市场普及度:在工业级3D打印市场中,SLS技术具有广泛的应用基础。
SLM选择性激光熔化(Selective Laser Melting)技术特点:与SLS类似,但使用金属粉末并通过激光熔化形成固态金属零件。应用范围:主要用于金属零件的打印,如钛合金、钴铬合金等高性能金属材料的制造。市场普及度:随着金属3D打印技术的发展,SLM技术在航空航天、医疗等领域的应用逐渐增多,但相对于其他类型,其市场普及度可能稍低。 江苏PA123D打印设计