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3DP三维印刷成型:3D打印的彩色世界

2018-08-18 08:51编辑:shyanxin.com人气:


今天为你带来的是3DP技术。3DP技术由麻省理工学院的EmanualSachs教授团队于1993年发明。基于这项技术,Sachs教授在3D打印领域里获得了40多项专利,并开创了一个全新的产业。这项技术广泛应用于电子产品的陶瓷部件、金属模具、医疗装置等领域。

3DP成型同样受到国内学者的关注。西安交通大学、天津大学、清华大学、中国科技大学、华中理工大学等国内高校对3DP工艺看展了深入研究,并在一些领域形成了自己的特点。

13DP技术原理

三维印刷成型(ThreeDimensionalPrinting,3DP),又称为喷墨粘粉式技术、粘合剂喷射成型,美国材料与测试协会增材制造技术委员会(ASTMF42)将3DP的学名定为BinderJetting(粘合物喷射)。3DP技术由美国麻省理工大学的EmanuelM.Sachs和JohnS.Haggerty等人发明,1989年提交专利申请,1993年被授权专利。1995年,麻省理工学院把3DP技术授权给ZCorporation公司进行商业应用。ZCorporation公司在得到3DP技术的授权后,自1997年以来陆续推出了一系列3DP打印机,后来该公司被3DSystems收购,并被开发成为了3DSystems的ColorJet系列打印机。    

下图为ZCorp的一款产品,以淀粉掺蜡或环氧树脂为粉末原料打印而成。

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3DP打印技术使用的原材料主要是粉末材料,如陶瓷、金属、石膏、塑料粉末等。利用粘合剂将每一层粉末粘合到一起,通过层层叠加而成型。与普通的平面喷墨打印机类似,在粘合粉末材料的同时,加上有颜色的颜料,就可以打印出彩色的东西了。3DP技术是目前比较成熟的彩色3D打印技术,其他技术一般难以做到彩色打印。和许多激光烧结技术类似,3DP也使用粉床(powderbed)作为基础,但不同的是,3DP使用喷墨打印头将粘合剂喷到粉末里,而不是利用高能量激光来融化烧结。    

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3DP打印机的内部构造    

3DP设备在控制系统的控制下,喷粉装置在平台上均匀地铺一层粉末,喷粉打印头负责X轴和Y轴的运动,,按照模型切片得到的截面数据进行运动,有选择地进行粘合剂喷射,最终构成平面图案。在完成单个截面图案之后,打印台下降一个层厚单位的高度,同时铺粉辊进行铺粉操作,接着再次进行下一次截面的打印操作。如此周而复始地送粉、铺粉和喷射粘合剂,最终完成三维成型件。

    

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3DP粉末粘合成型工艺    

2优势&限制    

如今在众多金属激光烧结的3D打印机主导市场的情况下,3DP技术虽然占有市场份额较小,但却依然在金属增材制造中扮演着重要角色。然而经常有声音质疑,在激光烧结等技术愈发成熟的情况下,3DP技术是否还有竞争力。我们认为,3DP技术很好的弥补了一些其他技术的不足,并填补了金属3D打印的一些空白。

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(来源:网络整理)

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