2.4 3DP 3D打印技术原理及装备技术.ppt

使用3DP技术打印的曲轴和缸体 3D打印的模型 用模具打印出来的成品 使用3DP技术打印出来的各式各样的产品 思考题 1.3DP 打印技术的原理是什么？ 2.3DP 打印技术的优缺点是什么？ 3.3DP 打印技术都在哪些领域应用？ 3D打印技术与应用 西北工业大学 一、3DP打印技术的简介 二、 3DP打印技术的原理 六、 3DP打印技术的发展情况 三、 3DP打印技术使用的材料 五、 3DP打印技术使用的装备 四、 3DP打印技术的特点 一、3DP打印技术的简介 3DP技术全称：三维印刷(3DP)工艺。 英文全称： Three-Dimensional Printing 该工艺是美国麻省理工学院Emanual Sachs等人在1993年研制的。E.M.Sachs于1989年申请了3DP专利，该专利是非成形材料微滴喷射成形范畴的核心专利之一。 美国 Blanther 1892年 LOM 美国 Chuck Hull 1986年 SLA 美国 Scott Crump 1988年 FDM 美国 C.R.Dechard 1989年 SLS 美国 Emamual Sachs 1993年 3DP 3DP 打印技术是最后一种成熟的商用3D打印技术。 二、 3DP打印技术的原理 3DP打印技术是通过喷头用黏接剂(如硅胶)将零件的截面“印刷”在材料粉末上面。用黏接剂粘接的零件强度较低，还须后处理。 具体工艺过程如下：上一层黏接完毕后，成型缸下降一个距离（等于层厚：0.013～0.1mm）,供粉缸上升一高度，推出若干粉末，并被铺粉辊推到成型缸，铺平并被压实。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喷射黏接剂建造层面。铺粉辊铺粉时多余的粉末被集粉装置收集。如此周而复始地送粉、铺粉和喷射黏接剂，最终完成一个三维粉体的黏接。未被喷射黏接剂的地方为干粉，在成形过程中起支撑作用，且成形结束后，比较容易去除。 3DP技术使用的原材料是粉末状，来源广泛，如： 塑料 陶瓷 石膏 砂 金属 尼龙 复合材料 陶瓷粉末打印产品中 三、 3DP打印技术使用的材料 陶瓷粉末及其打印的产品 尼龙粉末及其打印的产品 3DP技术对粉末材料的基本要求 1.颗粒小且均匀 2.流动性好，确保供粉系统不堵塞 3.液滴喷射冲击时不产生凹坑、溅散和空洞 4.与黏接剂作用后固化迅速 纽约规划公司Nooka运用尼龙粉末进行3D打印，制造出了这款看似非常复杂的手表表带 3DP技术对黏接剂的基本要求 1.易于分散且稳定，可长期存储 2.不腐蚀喷头 3.黏度低，表面张力强 4.不易干涸，能延缓喷头抗堵塞时间 ?1.无需激光器等昂贵元器件，设备造价大大降低； 2.成型速度快，成型喷头何用多个喷嘴； 3.可使用多种粉末材料，也可以采用彩色的黏合剂； 4.打印过程无需支撑材料； 5.工作过程较为清洁； 6.可实现大型件的打印（目前最大可达4m） 3DP技术的优势 约翰·Whiting工程学院从美国空军获得了54.5万美元的研究合同，以开发一运用增材制作技能制作液体火箭发动机的冷却室 四、 3DP打印技术的特点 1.模型精度和表面质量比较差； 2.强度、韧性相对较差，无法适用于功能性试验； 3.原材料价格较贵。 3DP技术的缺点 主要设备提供商 国外 stratasys公司（Objet与Stratasys合并后的公司） 3D Systems公司 Zcorporation公司（2011年被3D Systems公司收购） EX-ONE公司 国内 广东省峰华卓立制造技术有限公司 武汉易制科技 五、 3DP打印技术使用的装备 3D systems 公司生产的MJP系列产品 Objet公司生产的设备 Voxeljet technology GmbH公司生产的VXC 800 Ex-One公司生产的M-Flex 武汉易制科技公司生产的Easy3DP-II型打印机可全彩模型 使用该打印机打印的全彩模型 六、 3DP打印技术的发展情况 3DP成型速度快，成型材料价格低，适合做桌面型的快速成型设备，且成型过程不需要支撑，多余粉末的去除比较方便，特别适合于做内腔复杂的原型，所以3DP技术在建筑业、游戏业、玩具和艺术行业等都有广泛的应用。 汽车巨头丰田最近与3d打印服务商Materialise联手生产了3D打印轻质汽车座椅。其优点是，其一、显著提升了座椅的散热性和舒适性。其二、大大节省了制造所需的材料。