SLA(Stereolithography Apparatus)3D打印技術(shù),以其高精度、的表面質(zhì)量和的材料選擇,在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。以下是SLA 3D打印技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域:
醫(yī)療領(lǐng)域牙科模型:SLA 3D打印技術(shù)可以用于制作牙冠、牙橋等精密牙科部件,其高精度和細(xì)膩的表面質(zhì)量使得打印出的牙科模型與真實(shí)牙齒高度相似,有助于提高牙科的效果和患者的舒適度。手術(shù)導(dǎo)板:SLA 3D打印技術(shù)還可以用于制作手術(shù)導(dǎo)板,輔助醫(yī)生進(jìn)行精細(xì)手術(shù)。通過打印出與患者體內(nèi)結(jié)構(gòu)高度匹配的手術(shù)導(dǎo)板,醫(yī)生可以在手術(shù)過程中更加準(zhǔn)確地定位和操作,降低手術(shù)風(fēng)險。 3D打印在教育領(lǐng)域用于教學(xué)模型制作,提升學(xué)習(xí)體驗(yàn)。揚(yáng)州工業(yè)3D打印定制
技術(shù)發(fā)展與推廣1987年,卡爾?迪卡德和他的老師共同開發(fā)了選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(SLS),使用激光將粉末材料燒結(jié)成型。1988年,出現(xiàn)了熔融沉積建模(FDM)技術(shù)的雛形,斯科特為了給自己女兒制作一個玩具青蛙而發(fā)明了這一技術(shù)。1991年,Helisys公司售出了臺疊層實(shí)體制造(LOM)系統(tǒng),通過逐層粘貼紙片并切割成型。1993年,麻省理工學(xué)院申請了“三維印刷技術(shù)”。1995年,美國ZCorp公司從麻省理工學(xué)院獲得授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機(jī)。2005年,市場上高清晰彩色3D打印機(jī)SpectrumZ510研制成功。無錫PA113D打印工廠3D打印技術(shù)正進(jìn)入全新發(fā)展階段,滲透各行各業(yè)帶來變革。
早期構(gòu)想與探索1859年,法國雕塑家弗朗索瓦?威廉姆(Fran?oisWillème)申請了多照相機(jī)實(shí)體雕塑(photosculpture)的,這是3D掃描技術(shù)的早期雛形。1892年,法國人JosephBlanther提出使用層疊成型方法制作地形圖的構(gòu)想,這是增材制造技術(shù)基本原理的初步探索。1940年,Perera提出類似設(shè)想,通過沿等高線輪廓切割硬紙板并層疊成型制作三維地形圖。
技術(shù)奠基與突破1972年,Matsubara在紙板層疊技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了使用光固化材料的方法,為后續(xù)的3D打印技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。1983年,美國科學(xué)家查爾斯?胡爾受紫外線使桌面涂料快速固化的啟發(fā),萌生了3D打印的想法,并發(fā)明了SLA(Stereolithography,液態(tài)樹脂固化或光固化)3D打印技術(shù),他將其稱作立體平版印刷,3D打印技術(shù)由此正式誕生。1984年,立體光刻技術(shù)(SLA)正式發(fā)明,同年查爾斯?胡爾為該技術(shù)申請美國專利。1986年,查爾斯?胡爾獲得了快速原型技術(shù)的,創(chuàng)建了STL文件格式,并開發(fā)出世界上臺3D打印機(jī),隨后以這種技術(shù)為基礎(chǔ)成立了世界上家3D打印設(shè)備公司3DSystems。
粉末床熔融類選擇性激光燒結(jié)(SLS)原理:使用鋪粉將一層粉末材料均勻鋪在已成型零件的上表面,并將其加熱到略低于該粉末的燒結(jié)溫度??刂葡到y(tǒng)通過激光束在該層的截面輪廓上進(jìn)行掃描,使粉末的溫度升至熔點(diǎn),實(shí)現(xiàn)燒結(jié)并與下面已成型的部分粘結(jié)在一起。完成一層后,工作臺下降一層厚度,鋪上新的一層均勻緊密的粉末材料,并重復(fù)上述過程,逐層堆積形成終的成品。材料:尼龍、金屬粉末、PS粉、樹脂砂等。選擇性激光熔化(SLM)原理:與SLS類似,但在SLM中,使用的材料通常是金屬粉末。激光束通過掃描金屬粉末的截面輪廓,并將其加熱到熔化溫度,使粉末顆粒熔融在一起,形成固態(tài)金屬零件。通過重復(fù)掃描和熔化新的粉末層,并將其與之前的層粘結(jié)在一起,逐層構(gòu)建出金屬零件。材料:鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼、鋁合金等金屬粉末。3D打印技術(shù)突破傳統(tǒng)打印耗材限制,應(yīng)用于食品個性化定制。
實(shí)際應(yīng)用中的生產(chǎn)效率表現(xiàn):
在產(chǎn)品原型制造方面:3D打印可以快速將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為實(shí)物,幾天內(nèi)就能完成一個復(fù)雜產(chǎn)品原型的制作,相比傳統(tǒng)的模具制造等方法,縮短了開發(fā)周期,提高了效率。
在小批量零部件生產(chǎn)方面:對于一些復(fù)雜形狀、小批量的零部件,3D打印無需制作模具,可以直接生產(chǎn),生產(chǎn)周期短,成本相對較低。但如果是大規(guī)模批量生產(chǎn)相同的簡單零部件,傳統(tǒng)的注塑成型、沖壓等方法生產(chǎn)效率更高。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,3D 打印的生產(chǎn)效率在逐步提高。例如,新的打印技術(shù)不斷涌現(xiàn),設(shè)備制造商也在通過改進(jìn)硬件設(shè)計(jì)、優(yōu)化軟件算法等方式來提升打印速度和質(zhì)量,未來 3D 打印技術(shù)在更多領(lǐng)域?qū)⒕哂懈鼜?qiáng)的競爭力。 3D打印助力綠色制造,使用可回收材料推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。上海鋁合金3D打印設(shè)計(jì)
3D打印技術(shù)在修復(fù)文物和文化遺產(chǎn)保護(hù)中發(fā)揮重要作用。揚(yáng)州工業(yè)3D打印定制
按打印原理分類:
熔融沉積式(FDM):原理:使用絲狀的熱塑性材料,通過加熱噴嘴將其熔化并逐層沉積在構(gòu)建平臺上。材料:聚乳酸()、ABS塑料等。特點(diǎn):操作簡單、成本較低,適合初學(xué)者和快速原型制作。
光固化(SLA、DLP、LCD):原理:使用特定波長的光束掃描液體感光樹脂,使其逐層固化成型。材料:光敏樹脂。特點(diǎn):精度高、表面光滑,適用于珠寶、牙科模型等需要高精度和復(fù)雜細(xì)節(jié)的領(lǐng)域。
選擇性激光燒結(jié)(SLS):原理:利用激光將粉末材料逐層燒結(jié),形成實(shí)體。材料:尼龍、金屬粉末、塑料粉末等。特點(diǎn):能夠打印度的金屬和塑料材料,適合工業(yè)級打印。 揚(yáng)州工業(yè)3D打印定制