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2018:3D打印行业会有哪些变化
昨天笔者细数了2017年国内外3D打印行业十项突破,其实,挑出十项并不容易,因为并不是每一项都具备足够强的意义。在2018年即将到来之际,笔者对3D打印行业的走势做一下预测,并谈几点感受。1.普通应用端开始发力受国家200亿宏伟目标的刺激,普通应用端如原型设计以及定制化服务可能会得到比以往的更好的发展,很多应用公司会积极主动寻求3D打印在本行业的突破和进步。2.合作研究成为新的模式受国家政策影响,以及国外同行业推动,一些高端领域如航空航天、卫星、生物医疗将积极主动寻求3D打印的应用,随之而来的,将会诞生一种高端应用与专业研究人员共同开发的运作模式。3.医疗领域应用更加深化3D打印在医疗行业无论是术前规划还是植入体的临床治疗,都将得到更为深化的发展,该技术会被更多的医生接受和使用。3D打印医疗器械、辅助口腔医疗将常态化;3D打印药物将获得进一步发展。国内亦然。4.汽车领域迎来大规模定制宝马、戴姆勒、福特、菲亚特等汽车制造商毫不掩饰自己在个性化设计、内饰定制、提升性能以及降低成本方面对增材制造的迫切需求,2018年3D打印无论是在大规模定制还是改进性能方面,都将使其业务受益。但国内的步伐还是会滞后一些。5.航空、航天、军工将更加火热受GE和NASA的推动,3D打印将在航空航天领域发挥更大作用,同时在军工领域也将得到进一步发展。国内受到国外相关领域的影响将更加主动寻求3D打印的应用。6.技术获得突破无论SLA、SLS还是SLM都将向着更加自动化、智能化的方向发展;非常规材料如碳纤维、PEEK将会实现更多应用;新涌现的技术将会占领更大的市场份额。7.强者更强,弱者淘汰其实航空航天跟绝大多数的3D打印企业没多大关系,在这个僧多粥少的阶段,很多公司将更加难以为继。而且有特别关键的一点在于,越来越多的客户会越来越在乎品牌,随之带来的是品牌厂商将会获得更好的发展,低端设备商可能更加难过,不思进取的中端设备商很可能越来越不被看好。8.3D打印媒体面临选择不得不说,行业媒体比较热衷做国外行业新闻的搬运工,但是问题在于这些新闻多是发给了行业内的人看,虽然媒体也在寻求向搜狐、新浪等门户网站推送,但目前受众仍然太有限。而科学谷的内容有点过于专业,对于绝大多数人可能意义很有限。行业内的人早已经不太热衷观看媒体的自我表演,作为媒体又不能停止更新,进也不是,退也不是,南极熊自称“艰难的熬着”。(此处,见仁见智)大家都熬了那么多年,是不是该换换思路了。2018,真的需要突破。笔者苦苦熬着写出这些内容,也在思索,我图个什么。最后说一下人才的事情,很多人都在说缺乏3D打印从业人员,可是真的缺么?假设我们现在增加了两万名从业人员,但我们能提供两万个3D打印的岗位吗?假设有这么多岗位,我们的老板能负担跟他的学历相匹配的工资吗?人才压根就不缺,缺的是应用端的爆发。笔者很希望,普通老百姓能切切实实的感受到3D打印,这需要从业者的努力,需要行之有效的政策倾斜,2018年仍然靠3D打印人的自嗨,这200亿可不好实现。老板们,好好思考吧。2018 期待改变读罢请关注长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):2018:3D打印行业会有哪些变化2017年12月29日2.91K -
专业总结:2017十大3D打印项目
2017悄然过去,一年中3D打印行业发生诸多大事,国内华曙高科未来工厂、大同云冈石窟复制工作纷纷上榜。关于这一年的十大3D打印项目笔者总结如下。1. 3D打印跳动人工心脏苏黎世联邦理工学院的研究人员采用3D打印和失蜡铸造技术制造出一颗柔软的硅树脂心脏,该人造心脏与人类心脏大小大致相同,重390克,拥有左右心室并通过肌肉隔开,可实现像人体心脏一样的跳动,并且安全舒适。3D打印技术未来能够制造出可以替代的人工心脏,帮助等待心脏移植的患者解除病痛。2. 用于激光烧结的新型3D打印PP粉末上市德国3D打印材料生产商推出了一种用于激光烧结(SLS)的聚丙烯(PP)3D打印粉末。新材料具有“卓越的可塑性、高生产率、低吸湿性和耐用性”等特点,可用于汽车、机械、体育和医疗行业。PP粉末可以用现有SLS方法进行打印,回收利用率高达80-100%,与PA相比,这是一个重要的成本优势。3. 桌面金属3D打印机推向市场这是第一次为各行业提供经济实惠、安全和精确的金属3D打印技术,可同时满足各种行业的原型和办公室打印--成本降低10倍。 Desktop Metal桌面金属3D打印机可成型数十种不同的合金,包括钢、钛、铝和铜材料等。该系统友好的工作环境及优秀的产品品质,使产品开发和金属打印市场悄然发生转变。4. PEEK走入大众视线美国赫氏为波音公司星际线(Starliner)太空舱制造近600个3D打印零部件,而这些零部件的打印材料是聚醚酮酮(PEKK)。波音公司称,采用3D打印技术来制作Starliner太空舱的零部件不仅可以节约成本,在重量上相较于传统工艺制作的零部件也将大大降低,降低重量的比例可达60%。更为关键的是PEEK作为一种非金属材料具有优异的机械性能甚至生物相容性,在航空航天、汽车、石油天然气和医疗行业都大有可为。5. SLS与SLM向着未来工厂式方向发展德国法兰克福3D打印展期间,SLM solution、通快以及国内华曙高科纷纷提出未来工厂概念,将激光烧结、激光熔化推向无人值守、无间断、全自动的运行状态,旨在提升速度、提升效率、提升产量,高效智能清粉,最大程度减少人与粉末直接接触将增材制造迈向真正意义上的工业生产。6. 3D打印原比例高保真石窟即蓬皮杜中心在今年7月展出了数字怪诞2号3D打印石窟之后,12月16日云冈石窟第3窟西后室复制版落户青岛。该项目历经方案论证、数据采集、数据处理、3D打印、结构体设计施工、打印件拼装、光源设计安装、喷砂上色等工序,历时两年完成。复制窟整体长17.9米,宽13.6米,高10米,是世界上首次使用3D打印技术实现的大体量文物复制工程。此举标志着三维扫描、3D打印在中国大型石质文物的数字化全息高保真记录方面正在发挥巨大作用。7. NASA开发出3D打印金属「太空织物」NASA喷气推进实验室采用一种增材制造工艺一次性打印出「太空织物」,而非将单个的片段逐个链接在一起。该太空织物有四个主要特征:反射、折叠、拉伸强度和被动热管理。最后一个特征至关重要,它之所以能实现是因为织物的一面负责反射光,而另一面负责吸收热量。折叠功能也很重要,因为这意味着材料可以灵巧地用于不同应用。该技术实现了同时打印几何形状和功能的目的。8.粘结剂喷射用于金属打印迎来爆发Desktop Metal、Markforged、3DEO、Exone、Digital Metal甚至惠普纷纷将精力集中在了喷墨金属打印,可见该技术已经成为金属3D打印的一匹黑马!喷墨技术在材料种类及成本,后处理及批量制造方面存在巨大优势,未来将与SLM、EBM等技术瓜分市场。9. 3D打印光学玻璃新技术美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家及其合作者开发出3D打印合成透明玻璃。LLNL的做法不依赖于打印熔融玻璃,而是研制了由玻璃颗粒的浓缩悬浮液形成的定制油墨,其流动性高度可控,可以在室温下打印。然后将成型的元件进行合理的热处理,使其致密化并消除打印过程的痕迹。最后,将处理后的元件进行光学抛光。该方法提高了光学元件实现光学均匀性的可能性,在制造高质量光学和渐变折射率透镜方面存在潜力。10.3D打印轻量级高强石墨烯今年年初,麻省理工学院(MIT)的一个研究小组用多材料3D打印机研究了最强的轻质材料之一----石墨烯片。通过对石墨烯片进行热和压力压缩,最终得到坚固稳定、类似珊瑚的结构。研究人员发现:正是这种结构使得压缩后的石墨烯变得如此之强,而不是材料本身的性质。当把石墨烯结构压缩至极限时,研究人员发现他们得到了一种令人难以置信的坚固材料,其密度为钢的5%,但强度却是钢的10倍。这种多孔的几何形状可用于建造大型结构(如混凝土桥)以及一些过滤系统。2018,继续期待。转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):专业总结:2017十大3D打印项目2017年12月27日3.77K -
陶瓷3D打印技术汇总
陶瓷在在航空航天、医疗、工业制造甚至消费品领域都有广泛的应用,但与其他材料相比,陶瓷材料更难以成型。本期笔者介绍几种主流的陶瓷3D打印工艺。1.光聚合技术其实该技术的本质就是SLA或DLP,不同之处是在成型树脂中添加足量的陶瓷粉末(如氧化铝、氧化锆和羟基磷灰石HA)混合成浆料进行打印。与所有陶瓷部件一样,需要对生坯部分进行烧结,在烧结过程中树脂燃烧,陶瓷材料发生相变达到使陶瓷部件具有的机械性能和最终密度。SLA打印DLP打印清理过程看起来较麻烦进炉烧结陶瓷零件采用树脂中掺杂陶瓷粉进行光固化成型的方法,可以扩展材料的使用范围,产品品质和精度较高,但材料和设备价格都较贵,国外设备目前价格在300万人民币左右;此外陶瓷浆料会很浓稠,可能存在沉降问题。在打印尺寸方面,SLA成型方式可以达到300x300,上曝光DLP可达到120x500,下曝光会更小一些。2.粘结剂喷射成型粘结喷射陶瓷成型是通过层层喷射粘结剂成型出零件的形状,然后在进行烧结成型,优势在于成型尺寸可以做大。粘结剂喷射烘干粘接过程已经具备一定强度,轻松清粉采用粘结喷射技术成型,分层厚度可以达到100μm以上,根据成型尺寸不同,价格波动也很大,但国外设备也得100万起了。3.挤出成型挤出成型工艺类似FDM,是将陶瓷材料与特殊溶剂混合装入类似注射器的容器中,通过螺杆或者气体挤压出喷嘴,喷嘴沿一定的轨迹运动形成三维物体。材料打印过程成品这种成型方式的优点是成本较低,但喷嘴尺寸较大,打印的物体层叠纹很明显。4. 粉末熔融技术该技术的优点是成型的零件无需后续烧结,粉末在成型过程中就实现了熔化成型。目前主要有激光熔融和液体熔融两种。陶瓷粉末一般很难被激光熔化,目前市面上也主要是熔化HA和TCP这种骨科材料。激光烧结过程惠普的多射流熔融技术看起来最高大上,笔者认为最重要的还是其特有的材料和熔剂,换做一般材料应该不能成型。惠普多射流熔融激光烧结的陶瓷产品粗糙度可能会更大一些,对植入人体是有利的;而惠普的产品表面光滑,机械性能较高,可以直接用作功能件了,不过目前打印的材料有限,而且设备和材料都会很昂贵。5.材料喷射技术当前已知的唯一上市的材料喷射打印机是XJET,在成型过程中喷射含有陶瓷纳米颗粒的超薄液滴层,沉积在系统构建托盘上,当分散液体由于极高温度而蒸发时,直接生成陶瓷部件。材料喷射过程粉末粘接过程进炉烧结陶瓷产品可以看出,该技术仍然是需要进炉烧结的,但其加工精度和机械强度是其他几种技术无法比拟的,随之带来的就是设备的昂贵。总结陶瓷3D打印正在受到更多的关注,国内也有同种技术的陶瓷打印机上市,但陶瓷产品的机械性能、致密度、精度是目前很难确保的事情,如要着手购买还应调研清楚。相信未来打印具有复杂几何形状、高分辨率、高性能的陶瓷产品将越来越接近现实。转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):陶瓷3D打印技术汇总2017年12月27日3.82K -
非常规FDM线材
不要小瞧FDMFDM可不是只有我们看到的那台小桌面机那么点用处,FDM可以很高大上,可以卖到几百万人民币。本期介绍几款非常规FDM丝材,希望能帮到该领域的用户拓展应用。FDM线材统计1.TPE / TPU柔性材料TPU(热塑性聚氨酯)是一种柔软但又具备足够韧性的材料,非常适合需要类橡胶性能的零件。它具有很大的弹性,可以反复拉伸,移动和冲击而不会磨损或降解。在商业应用中,TPU通常用于汽车部件、医疗用品、家用电器领域,可制作密封件、垫圈、鞋底、智能手机盖、腕带等,当前也有设计师用来打印服装。但该材料打印时难度较高,特别是对于远端送料的3D打印机,很难控制材料的进退,而且容易堵塞喷头。2.碳纤维增强线材碳纤维增强线材是在高强度PLA、尼龙以及其他聚合物的基础上改进的,它本身包含了大量长短不一的细碳纤维。这些纤维非常小,可以通过FDM 3D打印机的挤出喷嘴,并增加聚合物的强度和刚度,从而有效地强化3D打印部件,刚度和强度都远超过普通PLA和ABS。而且它还具有非常高的熔体强度、很高的熔体粘度,良好的尺寸精度和稳定性、打印时气味很小。不过,该材料表现出优异的性能,线材中碳纤维的研磨性质可能会引起黄铜的加速磨损,所以建议使用不锈钢或硬化型铜合金的喷嘴。碳纤维增强材料,可以提供与金属相当的强度,又非常轻,在需要考虑重量与强度比的行业包括航空航天、汽车领域都有广泛的应用前景。3.PEEKPEEK是一种半结晶热塑性塑料,具有耐高温性、自润滑性、化学稳定性、耐辐射和电气性能,以及具有优异的机械性能,被认为是世界上性能最好的工程热塑性塑料之一。PEEK可用于制造航空航天、汽车、石油天然气和医疗行业的苛刻应用物品。在生物医学领域,聚醚醚酮具有优良生物相容性,和金属材料的植入体相比,其弹性模量和人骨弹性模量更接近,能够满足人体正常的生理需要,是一种良好的骨科植入物材料。PEEK可作为3D打印材料制造机械零部件以及骨科植入物,但由于PEEK材料具有较高熔点,多数3D打印机喷头工作性能不足以更好的熔化PEEK材料,这个问题给PEEK的3D打印特别是FDM 3D打印带来一定难度。4.尼龙线材尼龙有优良的韧性、耐磨性、耐疲劳性等优点,在工业上广泛应用。FDM尼龙 12 适合用于需要高耐疲劳度的应用,如可重复使用的摩擦贴合嵌件。而尼龙6则可以准确预测具有功能性的耐用原型以及可经受严苛生产环境的制造工具的性能,并能满足高功能要求的小批量部件制作。在航空和汽车领域,FDM打印尼龙可制作工具、夹具和卡具以及用于内饰板、低热进气组件以及天线罩的原型;在消费品的产品开发方面,可制作用于卡扣面板以及防冲击组件的耐用原型。5.金属质感丝材金属质感丝材实际上是一种PLA或ABS与金属粉末混合的材料。模型抛光后,从视觉上能感到这些模型就像是用青铜,黄铜,铝或不锈钢制造出来的。这些金属粉末与PLA、ABS混合后的打印线材比普通的ABS、PLA重很多,所以手感不像塑料,更像金属。6.FDM导电丝材导电丝材可用于制作电容式(触摸)传感器,可穿戴应用中的传感器、印刷电路,在电子设备中有广泛应用,同时可为实际产品的定制提供高度的自由度。这种材料往往是在常规材料如ABS中掺入碳粉实现导电性能,通过FDM打印电路可比使用蚀刻和焊接更快、更安全、更便宜,而打印过程中可保持很好均匀性,变化率不超过5%。但是目前上市的导电线材还较少。总结3D打印技术要与传统制造业竞争,甚至FDM要与其他技术竞争,复合材料将是该技术成为主流技术的背后驱动力之一,再者就是设备问题。以上这些材料给我们的很大启示就是材料的掺杂和复合,几种材料掺一掺就能得到意想不到的性能。碳纤维与PEEK、尼龙材料复合可以实现金属的强度但却比金属更轻,大可以在某些领域替代金属。在TPU中加入石墨烯,加工成可导电的TPU线材,可以打印柔性传感器、射频屏蔽、柔性导电线路以及可穿戴式电子产品。因此,请不要觉得FDM太低级,FDM在航空、汽车领域都大有可为!转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):非常规FDM线材2017年12月25日3.41K -
重点解析:铜材料的直接打印问题
铜材料,很奇葩!针对铜材料的直接打印问题,笔者根据目前掌握的资料总结了几点,然而这实在有点太专业了,而且极不利于公众号的传播。学这个专业的同学应该给笔者发个红包。SLM可以愉快的打印不锈钢、钛合金和铝合金,有的已经飞向了太空,有的已经植入了人体,然而对于铜的打印,却存在很大的困难,以至于一旦有点突破就会划破天“寂”。前段时间德国亚琛弗劳恩霍夫激光技术研究所(激光技术的天堂)一段绿激光SLM的新闻刷爆了各大公众号,他们的新方法实现了铜材料的高效打印,不管你对此有没有感觉,但这确实是很大的突破,这在之前是从来没有过的。上天进人体铜具有非常高的导热性、导电性以及延展性,被广泛地应用于电气、轻工、建筑、机械制造、国防工业等领域。铜的应用领域但也就是它的这些特点造成了它的直接打印很困难。划重点1.铜对1064nm波段的激光吸收率太低2.铜的导热性太好3.铜熔体的粘度太低01 低吸收率目前SLM所采用的是1064nm波长的激光,绝大多数的金属材料对该波长的激光具有很高的吸收率,而铜材料,很奇葩!不同波长铜的吸收率如图所示,在1064nm波长下铜的吸收率只有为2-3%,因此,激光束能量的97-98%被反射了,不仅不会加热材料,反射的激光还可能对设备元器件造成极大的损害(振镜的偏转镜片就是铜做的)。弗劳恩霍夫激光技术研究所在早期的研究中,通过高功率输入来解决激光吸收率低的问题,他们将激光器替换为1000瓦,并将激光调整为极均匀分布的光束;与此同时,优化了惰性气体控制系统并对整个装置进行了改造,以防止高能量输入造成的干扰,测试的结果比较令人满意,工件密度接近100%。然而实际上单纯的提高功率并不能有效的解决铜难以打印的问题,因为在打印过程中它还存在导热性太好、熔体粘度太低的问题。02 高导热性高导热性是影响铜材料打印的主要因素。材料的吸收率会随着温度升高而增加,当激光高功率输入后,铜粉迅速熔化,激光的吸收率增加,熔体温度进一步升高,而恰恰铜的导热率又非常好,热量迅速传到周围粉末,导致无法形成平整规则的熔道,而且随着打印的进行,底层的已凝固部分还可能发生重熔,加重了不稳定情况的发生。导热太快03 低粘度理想的SLM熔池应该是光滑均匀的,但这对于铜材料来说很困难,低粘度是另一重要原因。激光在熔池前端不断熔化粉末形成新的熔池,最好的情况是熔池粘度足够大防止熔液四处流动,可铜的粘度太低,以至于激光划过了一条线,线的周围布就满了“雪花”(因为四处流动的熔液没有足够的热量让周围的粉末完全熔化,导致周围产生熔渣,这便是熔体的过冲和吹出)。不同金属熔体的表面张力与粘度太活泼。。。铜材料低的吸收率导致常规的SLM设备无法使其完全熔化,而高导热性和低粘度导致无法形成平整的表面。弗劳恩霍夫做了什么为了获得更均匀的熔池动力学,构建高密度零件,并获得其他更好的效果,弗劳恩霍夫激光技术研究所这次采用了515nm的连续激光器,之所以称之为绿激光,是因为该波段处于可见光而且恰好是绿光的波段,激光器最大输出功率为400瓦。它所带来的好处就是激光吸收率大大提高,而且采用的功率值可以很低。这看起来确实很炫酷,绿激光SLM可在当前的珠宝设计领域使用比传统技术更高效和可重复的方式生产复杂结构,与EBM相比,可获得更高的细节分辨率和更高的生产效益。而且绿色激光不仅适用于铜,还适用于珠宝行业的有色金属和贵金属(金银什么的)。但是,笔者还没搞清楚,绿激光怎么避免材料本身就存在的高导热率和低粘度问题,而且他们自身也表示仍有许多工艺和系统开发方面的障碍需要克服,对使用新波长的过程需要有更深入的了解。笔者也在不断探索中。若是内容还可以,释疑解惑了,就找到公众号福利页面狠狠激励小编吧!转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):重点解析:铜材料的直接打印问题2017年12月22日3.98K -
彩色3D打印技术之一 polyjet技术
高大上如今市面上的3D打印技术非常广泛,然而真正能做到全彩的只有有限的几种,近几期创想智造将介绍几种全色系的3D打印技术。本期介绍的技术是stratasys公司的产品J750。全彩色系3D打印J750基于PolyJet技术,采用树脂喷射的方式提供材料,在需要打印的位置识别当前层的颜色并喷射树脂,通过光照实现固化,可处理和立即使用完全固化的模型,无需额外进行后续固化。是目前能够获得的表面质量最好的全彩3D打印技术,其精度、强度也都是最优秀的。本期揭示其3D打印过程。PolyJet聚合物喷射3D打印过程模型分层叠加料筒包括三原色材料和支撑材料 开始3D打印在需要的位置喷射材料3D打印过程演示取出零件并采用溶剂溶解支撑对零件进行必要的打磨和处理3D打印完成的零件PolyJet 3D打印技术可创造为生产最终成品设定标准的精密原型。以16μm的超薄层状态将液态感光聚合材料一层一层地喷射到构建托盘上,直至部件制作完成,从而能够实现复杂形状、精细做工和光滑的成品表面。Stratasys J750打印机能同时安装六种材料,将材料更换次数降到最低,而且使模型能够制作得十分逼真。在需要更换材料的时候,改进的硬件使材料浪费很少,节省时间和材料。J750具有庞大的托盘空间,一次打印作业中可制作几个不同的模型,能够更快制作原型,达到产品开发目标。J750可打印解剖培训模型,包含彩色柔韧材料和中空的管腔,逼真模拟真实人体组织。更快的打印速度及可溶性支撑缩短了打印模型的时间。利用逼真细腻的多纹理结构材料把扫描数据转变为 3D 解剖模型,让医生在准确复制人体组织的真实模型上学习和培训。借助触感与人体生理一致的模型,能够在真实但无风险的情况下反复实践。其他3D打印技术制作的彩色模型无法表现不同的软硬度,同一模型上也无法兼具透明、半透明或不透明的特性选择。有些 3D 打印机无法制作过渡色,而且后期处理耗时和/或步骤繁琐或涉及有害物质。一个主题多个变体:可靠、均匀的颜色和精细的颜色纹理,全都使模型和原型更加逼真和生动。全彩、多材料带来的多功能性,满足从艺术到科学的各个领域的创新需求。缺点:设备本身价格昂贵,材料绑定。材料研究机构并不具备购买该产品的意义。转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):彩色3D打印技术之一 polyjet技术2017年12月21日4.59K -
创想智造详解彩色3D打印技术的应用与技术对比
原文始发于微信公众号():创想智造详解彩色3D打印技术的应用与技术对比2017年12月21日2.35K -
彩色3D打印技术之四–惠普MJF技术
高大上前不久,惠普基于MJF技术的全彩3D打印机进入国内,作为全彩3D打印技术的一员,本期展示其工作原理。惠普3D打印机全套设备,从左至右依次是MJF 3D打印机、构建单元,处理站1. 惠普打印机成型原理惠普所用的3D打印技术为多射流熔融(MultiJet Fusion),其成形步骤如下图所示。成形步骤1.铺设成形粉末;2. 喷射熔融辅助剂(fusing agent);3. 喷射细化剂(detailingagent);4. 在成形区域施加能量使粉末熔融;(注意:喷射细化剂的区域并没有被熔融)重复1-4直到所有的层片成形结束。HP打印机的核心是位于工作台上的两个模块:分别叫做“铺粉模块”(下图1)和“热喷头模块”(下图2)。“铺粉模块”是用来在打印台上铺设粉末材料的。“热喷头模块”则是用来喷射“熔融剂”和“细化剂”这两种化学试剂的,而该模块正是惠普这款打印机的最大亮点—它能以每秒每英寸3000万滴的量喷射这两种试剂。铺粉模块热喷头模块实际的打印过程如下图所示:“铺粉模块”会首先上下移动铺设一层均匀的粉末。然后,“热喷头模块”会左右移动喷射两种试剂,同时通过两侧的热源加热融化打印区域的材料。这个过程会往复进行,直至最后打印完成。热喷头模块喷射两种试剂并加热需要指出的是,“熔融剂”会喷射到打印的部分(即打印对象的横截面),作用是让粉末材料充分融化;“细化剂”则会喷射在打印区外边缘,作用是保证打印层表面光滑,提高打印件的精细度。下面放大看看HP打印机的过程模拟:铺设粉末喷射“熔融剂”(黑色)和“细化剂”(蓝色)最后加热,让粉末融化凝结3. 惠普打印机优势&技术限制优势1. 速度快,超过普通技术的10倍。下图就是以打印齿轮为例的速度对比,可以看到同样耗费3小时,惠普多喷射熔融(MJF)技术足足打印出了1000个,远超过FDM以及SLS技术。(点击FDM或SLS查看技术原理)2. 打印件质量高。下面就是一个小小验证,用打印的椭圆形结构吊起了一辆汽车。这个结构打印只用了30分钟,重1/4磅(约113克),却可提起最高5吨的重量。3. 高精度。打印机喷头可以达到1200dpi的精度,考虑到粉末的扩散,在XY方向的精度可以达到约40微米。技术限制1. 材料限制:现在可用材料为尼龙12(PA12),而更多可用材料取决于HP对于细化剂的开发;对于金属器件的打印,可能无法使用一体机,因为直接在设备内部进行烧结/熔融需要的高温会影响电子器材包括喷头的运行。2. 材料污染:在喷射了细化剂的区域,粉末并没有被烧结,有可能造成粉末的污染(因为这些喷射了细化剂的粉末如果被后续用在成形区域可能不会被熔融)。3. 可选颜色:HP所用的熔融辅助剂包含了可以吸收光波的物质(可能为炭黑等深色材料),因而所展示的样品为深色;而打印白色等浅色可能会降低能量吸收,从而会增加成形时间,有可能导致无法成形;对于全彩器件的打印,同时需要考虑色素的耐高温能力。转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):彩色3D打印技术之四--惠普MJF技术2017年12月21日4.67K -
彩色3D打印技术之三–LOM技术
惠民相对于目前市场上较多的FDM、SLM、SLS、DLP等技术,LOM技术似乎有点过时。但Mcor却将该技术加以创新,结合传统的二维喷墨打印技术,推出了桌面型全彩3D打印机,其分辨率非常优异,价格更是低廉。Mcor LOM打印机Mcor LOM打印机基本结构墨盒Mcor LOM打印机把3D模型的一个切片打印在一张纸上,纸张之间通过粘合剂粘接,通过刀片沿着模型的外部轮廓进行切割构造二维形状。其基本打印过程如下。打印步骤装入打印纸(早期Mcor采用办公用A4纸)铺设第一层纸并粘接在打印平台上在一个较大的范围内切割纸张在切割的纸上喷射粘结剂进行大范围的切割并喷射粘结剂铺设下一层纸,并用棍子压实、加热再次进行切割打印头喷射胶水和颜色重复上述步骤完成打印Mcor初代产品采用的是办公A4纸,打印机事先打印每层图案,然后在一张一张的粘接和切割。这种方式的弊端在于操作繁琐而且设备分散(打印部分与切割、粘接部分分开),改进的产品将几部分予以集成,纸张通过卷筒的形式放置内部,配置硬质合金刀片,提高了打印效率与精度,具有优秀的外观质量。打印切割过程(将纸张切割成了散碎小块)后处理,拆除包裹零件的小块打印完成打印完成,多余的纸张很容易去除,这使它的使用费用显然更低,而且所有的废物都是100%可回收的。直接从打印机取出的模型,具有坚韧、耐用的特性,并且质感和木材接近。由于设备直接给予模型非常光滑的表面纹理,所以模型成品的触感非常细腻舒适。生产出来的模型可以进行大范围的二次加工,比如喷涂防水层或者让他们的质感如塑料一样。相较于市面上的其他彩色打印机,笔者认为由于其较高的色彩分辨率以及低廉的价格,对于绝大多数用户都是绝佳的选择。转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):彩色3D打印技术之三--LOM技术2017年12月21日5.03K -
彩色3D打印技术之二–3DP技术
喷射粘结剂Stratasys公司强有力的竞争对手就是3D System,在全彩色3D打印方面,后者的代表产品就是ProJet CJP 660Pro。本期对其技术原理进行介绍。3DP采用粉末材料成形,如陶瓷粉末、石膏粉末等。与SLS不同的是材料粉末不是通过烧结连接起来,而是通过喷头用粘接剂将零件的截面“印刷”在材料粉末上面。在打印过程中,先铺设一层粉末,打印头沿截面路径喷射透明或者彩色粘结剂并将粉末凝固,其他位置的粉末作为支撑,之后再铺设一层粉末,循环该过程直至打印完成。其工作过程与Polyjet相同点在于都是喷射液体,只是后者喷射的是直接成型的材料,前者是喷射粘结剂,这也就是两者的区别所在;与SLS的相同点在于都需要每一层铺设整个平台的粉末,但是由于SLS需要加热容易引起粉末变性,因此3DP在节省粉末方面比较优异,与两者相比,Polyjet仅需要在打印的位置喷射材料。打印机构零件分层打印过程动画演示实际打印过程取出零件清理余粉渗透剂浸泡,可填充孔隙、改善表面质感、加强色彩、增强机械性能零件制作完成ProJet CJP 660Pro 具备4通道CMYK模式全彩3D打印功能,可生产影像级真实生动的全彩模型,呈现指定的颜色效果,有利于更准确地对设计进行评估。多打印头保证了最大程度的色彩精确度和一致性,还可实现渐变效果。可在数小时内构建大型模型,或同时构建多个模型。使用堆叠和嵌套功能可增大吞吐量,选择草稿打印模式(单色)甚至可提升高达 35% 的打印速度。ProJet CJP 660 Pro声称其打印成本比其他技术低7倍,笔者并未对此做过验证。材料利用率较高,可避免浪费,削减表面处理时间,无需加入任何支撑结构,还可以回收利用未使用的粉末。转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):彩色3D打印技术之二--3DP技术2017年12月21日3.66K