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3D打印发展史上七大革命性工艺(1)

  在3D打印的发展历史上,曾不断的诞生了许多颇具革命性质的技术,这些技术的问世曾不断的影响着一代又一代人们。如今,在这个科技大爆发的时代,3D打印技术也加速发展。在医疗,航空航天,工业以及设计等诸多领域进行分流,开启了一个全新的时代。今天就让我们一起回望,看看3D打印目前有哪些主流的“革命性”技术:

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  “铸锻焊一体化3D打印技术”

  这种技术我国初创,由华中科技大学张海鸥教授主导研发“铸锻铣一体化”金属3D打印技术,并且成功制造出了世界首批3D打印锻件,据说该成果有望改变世界金属零件制造的历史。

  该技术的精细程度比激光3D打印提高50%。同时,零件的形状尺寸和组织性能可控,大大缩小产品周期。该技术以金属丝材为原料,材料利用率达到80%以上,而丝材料价格成本仅为目前普遍使用材料的十分之一左右。在热源方面,因使用高效廉价的电弧,成本也只需进口激光器的十分之一。业内人士表示,“铸锻铣一体化”金属3D打印技术在航空航天、海洋、核能、冶金等领域具有广阔的应用前景。

  EBAM(电子束增材制造技术)

  与其他通过加工金属粉末的增材制造方法不同,EBAM-电子束融化焊接技术主要是由金属丝作为打印材料,并使用一种功率强大的电子束在真空环境中通过高达1000℃的高温来融化打印金属零部件。这种电子束枪的金属沉积速率从一小时几磅金属材料,到一小时20磅不等。电子束定向能量沉积、逐层增加的方法创建出来的任何金属部件都近乎纯净,并且不需要任何类型的打印后热应用处理。该技术也可以用于修复受损的部件或者增加模块化部件,并且不会产生传统焊接或金属连接技术中常见的接缝或者其它弱点。

  熔融沉积(FDM)技术

  FDM又叫熔丝沉积,是一种最为常见的3D打印技术,很多民用的桌面级3D打印机采用此技术,多采用PLA或ABS线材。其工作原理就是将丝状热熔性材料加热熔化,通过一个或多个微细喷嘴挤出,遇冷凝固成型。

  其优点在于,打印系统可用于办公环境或是家庭中,一次成型且易于操作。独有的水溶性支撑技术,令其在去除支撑结构时易如反掌,3D打印所需线材易于搬运以及更换,且颜色丰富;不足的是,FDM技术在成型精度上较差,打印对象的表面光洁度也待改进,成型速度慢。

  立体平板印刷技术(SLA)

  与FDM技术呈鲜明对比的是SLA技术。采用SLA技术的3D打印机,位于树脂池底部有一个透光的窗口(通常是玻璃材质)。将打印平台下降贴近窗口,中间的缝隙则是液态的树脂。紫外线透过玻璃照射树脂,使很薄的一层树脂快速聚合成为固体。

  SLA技术的打印速度会随着所照射紫外线强度的增加,聚合速度也会随之加快。但这并不意味着越快越好,速度过快,会使固化的树脂黏在玻璃窗口,令其与打印平台粘合在一起,导致打印失败。实际上,真正影响打印速度不是树脂聚合,而是平台的机械运动,因为在打印过程中存在停顿。

  当然,世间不存在百分之百完美的事物。时间久了,树脂会吸收空气中的水分,导致软薄部分弯曲卷翅。耗材方面,支持SLA打印的材料种类有限,必须是光敏树脂,且对环境有一定的污染甚至令皮肤过敏,此外,需为打印对象设计支撑结构,确保其在成型过程中制作的每一个结构部位都能可靠定位。尽管如此,SLA打印技术的优点依旧显著,打印精度高、系统工作稳定同时分辨率也较高,成品表面光滑等等。