3D打印技术3.4-3.5 熔融沉积成型技术的应用
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试述熔融沉积3d打印加工的工艺原理和优缺点熔融沉积(Fused Deposition Modeling,简称FDM)3D打印加工是一种使用热熔塑料线材进行层层堆积构建物体的加工技术。
其工艺原理主要包括以下几个步骤:
1. 设计模型:使用CAD软件设计所需的3D模型,并将其转换为可被3D打印机读取的文件格式。
2. 切片处理:将3D模型分成一系列的水平层次,称为切片。
每个切片的厚度取决于所使用的3D打印机的设置。
3. 准备工作:将熔融塑料线材装入3D打印机的喂丝机,并让线材传送到打印头。
4. 层层堆积:3D打印机控制打印头的运动,将熔融的塑料线材从喷嘴喷出,并在构建平台上的特定位置堆积,按照切片的顺序逐层构建物体。
5. 结束工作:打印完成后,等待构建物体冷却固化,并将其从构建平台上取下。
熔融沉积3D打印加工的优点包括:
1. 低成本:相对于其他3D打印技术,熔融沉积的设备和材料成本较低。
2. 快速打印速度:熔融沉积3D打印加工可以快速打印整个构建物体,节省时间。
3. 材料种类多样:熔融沉积可以使用多种塑料材料进行打印,如ABS、PLA等。
4. 易于操作:熔融沉积3D打印技术操作简单,容易上手。
熔融沉积3D打印加工的缺点包括:
1. 精度较低:相对于其他3D打印技术,熔融沉积的打印精度较低,表面质量可能不够光滑。
2. 层面可见性:由于是通过堆积层层打印,所以构建物体的层次结构会在表面上可见。
3. 强度有限:熔融沉积3D打印的材料通常比较脆弱,无法承受大的机械应力。
综上所述,熔融沉积3D打印加工是一种成本低、操作简便的3D打印技术,适用于制作一些低要求精度和强度的模型或者原型。
3D打印技术的原理与应用随着科技的不断进步和创新,3D打印技术成为近年来备受关注和研究的热门话题。
作为一种革命性的制造技术,3D打印不仅在制造业领域引起了巨大的变革,还在医疗、建筑、艺术等领域得到了广泛的应用。
本文将从原理和应用两个方面进行探讨,以帮助读者更好地了解3D打印技术。
首先,我们来了解一下3D打印技术的原理。
3D打印,也被称为增材制造,是一种通过逐层加料的方式构建物体的制造方法。
它的核心原理是从数字模型出发,将物体切成薄层,并逐层堆叠打印材料,最终组装成完整的物体。
3D打印涉及到多个技术和过程,其中最常见的是熔融沉积和光固化。
熔融沉积是最常见的3D打印技术之一,它使用可熔融的打印材料,如塑料或金属,通过加热将其熔化成液态,并通过喷嘴或挤出机将熔融材料一层一层地堆积到底板上。
每一个薄层的形状和大小由计算机程序精确控制,使得最终打印出来的物体符合预定的形状和尺寸。
光固化则是利用紫外线或其他光源对光敏材料进行照射,使其在光的作用下发生固化反应。
光固化3D打印技术通常使用液态光敏材料,这种材料在受到光照射后会发生固化,形成一个薄层。
随后,打印平台会下降一个层厚,再次进行光照固化,如此重复直到打印出完整的物体。
值得注意的是,3D打印不仅可以使用塑料和金属等常见材料,还可以利用生物材料打印出生物组织,例如人工骨骼和人工器官等。
这些生物可打印材料有助于医学领域的发展,为细胞治疗和组织工程提供了新的可能性。
现在,我们来看看3D打印技术广泛应用于哪些领域。
首先是制造业。
传统的制造过程需要制造多个零部件,然后进行组装。
而使用3D打印技术,可以直接打印出整个物体,大大简化了制造过程,提高了生产效率。
此外,3D打印还可以实现个性化定制,为消费者提供更加个性化和定制化的产品。
其次是医疗领域。
3D打印在医疗领域的应用越来越广泛。
它可以用于打印人工假体,如人工骨骼和人工关节。
利用3D打印技术,医生可以根据患者的具体情况打印出合适的假体,从而更好地帮助患者恢复功能。
3d打印熔融沉积成型原理
3D打印熔融沉积成型是一种快速原型制造技术,其原理是将熔化的材料通过打印头喷射到建造平台上逐层堆叠形成物体。
下面将详细介绍3D打印熔融沉积成型的原理以及其工作流程。
原理:
3D打印熔融沉积成型的原理是通过CAD(计算机辅助设计)软件
将三维模型切片成数百或数千层,然后将这些层逐层打印出来。
打印时,打印头将熔化的材料喷射到建造平台上,一层层堆积成所需的
3D模型。
在打印过程中,打印头会按照预设的路径移动,同时喷射材料,形成连续的图层,最终形成一个完整的3D模型。
工作流程:
3D打印熔融沉积成型的工作流程包括以下几个步骤:
1. 设计模型:首先需要使用CAD软件设计所需的3D模型,可以通过手动绘制或扫描现有物体得到。
2. 切片:将设计好的3D模型进行切片处理,将其分成数百或数千个非常薄的水平层。
3. 准备材料:根据所需的3D模型,选择适当的材料,如ABS, PLA, NYLON等。
4. 打印:将所选的材料放入3D打印机中,启动打印程序,打印头将逐层喷射熔化的材料。
5. 完成打印:当所有图层都打印完成后,将建造平台取出,清除支撑结构和残余材料,最终得到一个完整的3D模型。
总结:
3D打印熔融沉积成型是一种快速、灵活、低成本的原型制造技术。
其工作原理和工作流程都相对简单,只需设计好3D模型并选择适当的材料,就可以通过3D打印机将所需物体快速打印出来。
随着3D打印技术的不断发展,它将在许多领域得到广泛应用,如医疗、航空、建筑等。
熔融沉积成型技术熔融沉积成型(Fused Deposition Modelling, FDM)是上世纪八十年代末,由美国Stratasys公司的斯科特·克伦普(Scott Crump)发明的技术,是继光固化快速成型(SLA)和叠层实体快速成型工艺(LOM)后的另一种应用比较广泛的3D打印技术。
1992年,Stratasys公司推出世界上第一款基于FDM技术的3D打印机--“3D造型者(3D Modeler)”,标志着FDM技术步入商用阶段。
国内方面,对于FDM技术的研究最早在包括清华大学、西安交大、华中科大等几所高校进行,其中清华大学下属的企业于2000年推出了基于FDM技术的商用3D打印机,近年来也涌现出多家将3D打印机技术商业化的企业。
2009年FDM关键技术专利到期,各种基于FDM技术的3D打印公司开始大量出现,行业迎来快速发展期,相关设备的成本和售价也大幅降低。
数据显示,专利到期之后桌面级FDM打印机从超过一万美元下降至几百美元,销售数量也从几千台上升至几万台。
FDM的工作原理是,将丝状的热塑性材料通过喷头加热熔化,喷头底部带有微细喷嘴(直径一般为0.2~0.6mm),在计算机控制下,喷头根据3D模型的数据移动到指定位置,将熔融状态下的液体材料挤喷出来并最终凝固。
材料被喷出后沉积在前一层已固化的材料上,通过材料逐层堆积形成最终的成品。
FDM的丝状线材FDM 3D打印机及其打印的物品(图片来源:3D Systems)FDM打印工作平台在打印机工作前,先要设定三维模型各层的间距、路径的宽度等数据信息,然后由切片引擎对三维模型进行切片并生成打印移动路径。
在计算机控制下,打印喷头根据水平分层数据作X轴和Y轴的平面运动,Z轴方向的垂直移动则由打印平台的升降来完成。
同时,丝材由送丝部件送至喷头,经过加热、熔化,材料从喷头挤出黏结到工作台面上,迅速冷却并凝固。
这样打印出的材料迅速与前一个层面熔结在一起,当每一个层面完成后,工作台便下降一个层面的高度,打印机再继续进行下一层的打印,一直重复这样的步骤,直到完成整个物体的打印。
3D打印技术中的光固化和熔融沉积原理随着科技的不断进步和发展,3D打印技术逐渐发展成为一种应用广泛的制造技术。
其中,光固化和熔融沉积是两种常见的打印原理。
接下来,我们将分别介绍这两种原理的基本概念和应用情况。
光固化原理光固化是一种通过紫外光(UV)或激光光束来照射和固化光敏树脂的打印原理。
它是一种非接触式的打印方式,通过逐层堆积固化的树脂材料来构建3D模型。
光固化技术尤其适用于制造小尺寸、高精度和复杂的产品,如珠宝、医疗设备和工艺品等。
在光固化打印中,首先需要建立3D模型的CAD文件,并将其转换为STL格式。
然后,将STL文件导入到打印机的软件中,并使用打印机的控制软件来将模型分层。
接下来,通过打印机的激光束或UV光线来照射光敏树脂,并在照射区域形成一层固化的树脂。
这个过程会重复多次,直到构建出完整的3D模型。
光固化技术的优点是可以制造出高精度和复杂的产品,并且可以打印出不同颜色和材料的3D模型。
此外,它还可以在制造高质量的微小部件时提供很大的便利。
熔融沉积原理熔融沉积是一种采用热塑性材料或类似材料的打印原理。
当打印头加热并将材料融化后,通过逐层叠加打印床上的材料来构建3D模型。
这是一种接触式的打印方式,因为打印头需要接触和沉积材料。
熔融沉积技术适用于制造大型零件或复合材料,如汽车部件、建筑模型等。
在熔融沉积技术中,先设计和建立3D模型的CAD文件,转换为STL格式后导入打印机的软件中。
然后,打印头开始将熔融材料沉积在打印床上,并构建出第一层模型。
之后,打印头会在已经打印的层之上进一步沉积材料,重复这个过程直到3D模型构建完成。
熔融沉积技术的优点是速度较快、易于使用和成本相对较低。
此外,该技术可以使用多种材料和颜色。
结论3D打印技术中的光固化和熔融沉积原理都具有其独特的优势和应用场景。
无论哪种打印原理,都需要CAD设计和软件控制来构建3D模型。
同时,选择适当的材料也是3D打印成功的关键。
未来,随着3D打印技术的不断发展和进步,这两种打印原理的应用范围还将不断扩大,为我们带来更多的惊喜和创造力。
熔融沉积3d打印工艺特点
熔融沉积(Fused Deposition Modeling,FDM)是3D打印技术中的一种,它采用熔融的材料(通常是塑料),并由计算机编程控制打印机穿过机床,一层一层堆叠,最终形成所需的产品。
以下是熔融沉积3D 打印工艺的特点:
一、材料选择广泛
熔融沉积3D打印工艺使用的材料很多,包括富强韧性的ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂)、强度高、耐热性好的尼龙、超高耐用的聚碳酸酯等,不仅可以满足工业零部件制造的需求,也可以应用于人体器官、医用植入物等领域。
二、成本低廉
熔融沉积3D打印工艺的成本相对其他工艺较低,因为它所用的材料通常比较便宜,且没有浪费,因为只有用到的材料才会被熔化和使用,不会浪费材料,还可以回收和再利用。
三、制造速度快
熔融沉积3D打印工艺制造速度比其他传统的制造工艺更快,因为它不
需要等待固化时间,而且机器可以同时制造多个物品,大大提高了生产效率。
四、设计灵活性高
熔融沉积3D打印工艺可以根据不同的制造要求进行不同的设计,因为机器可以制造出非常复杂的形状和结构,既可以生产出小件,也可以生产出大件,不受限于尺寸大小,大大增强了设计的灵活性。
五、制造精度高
熔融沉积3D打印工艺可以制造出非常精细的形状和结构,精度可以达到一定的水平,而且由于机器是由计算机编程控制的,因此制造精度很高,几乎没有几何变形或缺陷。
总之,熔融沉积3D打印工艺是一项非常有前途的技术,应用广泛,而且在未来会有更多应用出现。
3D打印快速成型技术及其应用第一篇:3D打印快速成型技术及其应用3D打印快速成型技术及其应用3D打印快速成型技术及其应用摘要:本文介绍了3D打印技术的基本原理及其制造流程。
通过一些实例说明了3D打印的应用主要是说明在现代军事方面的应用。
一.引言3D打印(3D PRINTING)即3D打印技术,又3D打印制造是20世纪80年代才兴起的一门新兴的技术,是21世纪制造业最具影响的技术之一。
随着计算机与网络技术的发展,信息高速公路加快了科技传播的速度,产品的生命周期越来越短,企业之间的竞争不再只是质量和成本上的竞争,而更重要的是产品上市时间的竞争。
因此,通过计算机仿真和3D打印增加产品的信息量,以便更快的完成设计及其制造过程,将产品设计和制造过程的时间周期尽量缩短,防止投产后发现问题造成不可挽回的损失。
3D打印技术是由CAD模型直接驱动的快速制造复杂形状的三维实体的技术总称。
简单的讲,3D打印制造技术就是快速制造新产品首版样件的技术,它可以在没有任何刀具、模具及工装夹具的情况下,快速直接的实现零件的单件生产。
该技术突破了制造业的传统模式,特别适合于新产品的开发、单件或少批量产品试制等。
它是机械工程、计算机CAD、电子技术、数控技术、激光技术、材料科学等多学科相互渗透与交叉的产物。
它可快速,准确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或零件,以便进行快速评估,修改及功能测试,从而大大缩短产品的研制周期,减少开发费用,加快新产品推向市场的进程。
自从美国3D公司在1987年推出世界上3D打印快速成型技术及其应用二.3D打印技术的简介2.1 3D打印系统的工作原理和制造工艺3D打印技术是一种逐层制造技术,它采用离散/堆积成型原理,其过程是:先得到所需零件的计算机三维曲面或实体模型;然后根据工艺要求,将其按一定厚度进行分层,将原来的三维模型变成二维平面信息,即离散过程;再将分层后的数据进行一定的处理,加入加工参数,产生数控代码;在微机控制下,数控系统以平面加工方式,有序地连续加工出每个薄层,并使它们自动粘接而成型,从而制造出所需产品的实物样件或成品,这就是材料的堆积过程。
骨科3D打印技术的应用研究与前景展望3D打印技术最早应用于工业领域。
这些年来,由于3D打印材料体系的逐渐研发升级和操作控制技术的不断完善,临床医师已逐渐将其应用于医学领域。
本文对与骨科相关的3D打印技术进行了介绍,3D打印技术在骨科领域中4个方面的应用:3D打印实体模型为临床医师提供全面精确的术前诊断,并辅助医师进行术前规划与模拟,从而制订更详细准确的手术方案;3D打印手术导航模板能对复杂骨科手术进行术中导航,简化手术操作,降低手术难度;3D打印定制个性化及特殊需求的内置物,使之与个体匹配度更高,从而使患者获得更好的临床效果;3D打印模型应用于临床解剖教学,提高学生临床诊断能力,并为其骨科学习提供广阔的操作空间。
最后本文总结了3D打印技术的优势和劣势,并对其发展方向提出了探讨与展望。
标签:骨科;3D打印;临床应用;医学教学;应用研究3D打印最早出现在20世纪80年代后期[1],是一种材料快速构造成型技术。
它与传统减材加工技术不同,以分层制造、叠加成型为原理,通过计算机软件分层离散和数字控制成型系统,用激光束或其他方法将液态金属或塑料等可黏合材料逐层的堆积成三维实体部件[2],故又称为增材制造技术[3]。
近十几年来,由于3D打印材料体系的逐渐研发升级和操作控制技术的不断完善,其应用领域逐步从模具制造、工业设计等方面向医学领域扩展。
3D打印具有精确化、个体化等优点,在整形外科、颅颌面等专业率先开展了临床应用[4],并取得良好的临床效果效果,为后续骨科医师将3D打印与临床工作相结合奠定了基础。
本文对3D打印技术在骨科方面的临床应用进行了回顾与总结,并对其发展方向进行了探讨与展望。
1 骨科相关3D打印技术介绍根据3D打印所用材料和成型方法的不同,与骨科相关的3D打印技术主要包括以下几种[5]:1.1熔融沉积成型熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)采用热熔喷头,按照固定轨迹、固定速率,对丝状材料如热塑性材料或金属的熔丝等进行熔体沉积。