3D打印技术,或者说“离散/堆积成形”的成形技术,是在上个世纪80年代末期到90年代初期随着美国人Charels W.Hull.Chareles设计出了一套可以自动制造零件的Stereolithography系统后,开始得到人们的关注与迅速发展起来的。这套系统的核心是基于数字化的新型成行技术,突破了传统的加工模式,被认为是近20年在制造技术领域取得的一次重大突破。是一种以电脑技术为主体,以数字文件为依据,采用金属粉末、热固性树脂和光敏树脂等材料,通过逐层制造与粘合来构造实体物品的成形技术。其包括了机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术等多个技术领域,将现代高科技技术进行了有机融合与交叉应用。行业标准术语为“叠加制造技术”,而目前公认的“工业”术语为3D打印技术,并且比标准术语“叠加制造技术”更受到大众的接受与认可。
实物的成形技术目前大体上分为四种:受迫成形、去除成形、离散/堆积成形以及生长成形。受迫成形是指成形材料受到外力的作用而被迫成形的方法,其中包括了金属材料的锻压成形、挤压成形、铸造成形、拉伸成形以及冷却冲压成形;非金属材料成形如塑料注射成形、塑料挤压成形、塑料吹塑成形和压制成形等。他们都是靠模具成形的,均属于受迫成形。去除成形是人类自古以来一直在使用的主要成形方法,通过工具切削、磨削以及电火花加工,将毛坯上不需要的部分去除掉,留下我们需要的部分,就是传统的去除成形。凡是使用各类的机床加工都属于去除成形的范畴。
离散/堆积成形是从实体的CAD实体模型出发,通过软件切片分层离散和数控成形系统,将成形材料进行层层加工后堆积而形成实体零件。是一种从无到有的加工成形过程。该成形技术将复杂的三维制造转化成二维制造以及单维制造,因而可以在不用任何辅助工具的条件下制造任意形状的零部件,极大地提高了生产效率与制造柔性。生长成形是指模仿自然界生物生长方式而成形的方法。它是一项生物科学与制造科学相结合的产物,将生长和成形融为一体。根据生物体的生长信息、细胞分化来复制自身,以形成一个具有特定形状和功能的三维实体。
3D打印技术包含了各种不同的成形技术,不同的成形技术又各自有各自对应的成形材料与成形设备。如熔丝沉积制造技术(FDM)对应的成形材料与成形设备为塑料ABS材料和喷塑成形机,选择性激光烧结技术(SLS)对应的成形材料与成形设备为金属粉末和激光烧结成形机,光固化制造技术(SLA)对应的成形材料与成形设备为光敏树脂和紫外固化成型机。3D打印技术虽然包含各种不同的成形技术,但是各种成形技术的成形流程与基本成形思想都是同样的。
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