3D打印模型時,F(xiàn)FF、SLA、SLS三種3D打印技術(shù)如何選取?
3D打印與開模相比,內(nèi)部制造能大幅降低成本,還可以更自由地進行快速原型。目前市面上使用的三種3D打印技術(shù)是FFF(熔絲制造)、SLA(光固化)和SLS(激光粉末燒結(jié))。
所有3D打印技術(shù)共同的原則──將3D CAD模型水平切割成單獨的橫截面,再依次堆疊后立體成型;但是FFF、SLA和SLS技術(shù)採用的方法具有本質(zhì)上的差異,新手們別怕,花點時間看看淺顯易懂的說明吧!
一、FFF(熔絲制造)
優(yōu)點
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.容易操作和維護
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.與其他主要的3D列印方法相比,更加經(jīng)濟實惠且有成本效益
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.相對清潔,不需要使用刺激性化學(xué)品
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.設(shè)備大小可以放在桌面上
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.整個過程在機器內(nèi)部進行 - 無需額外設(shè)備
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.多種材料可選,也具有工程特性
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.設(shè)備價格相對較低,有助縮短產(chǎn)品交期
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缺點
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.表面通常有堆疊紋路
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.層積品質(zhì)會影響成品的物理強度
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二、SLA(光固化)
SLA使用紫外線固化樹脂作為原料,在樹脂槽內(nèi)倒入樹脂并將并浸入列印平臺;使用UV雷射或DLP投影器在樹脂上照射UV光。將每一層水平切面的列印范圍硬化成型,藉由平臺從容器中升起不斷堆疊,使未固化的樹脂平整直到列印完成。
SLA適合需要精密細(xì)節(jié)的復(fù)雜零件,但幾乎在所有情況下,印刷零件都需要使用支撐結(jié)構(gòu)。相比FFF后處理更複雜:需要使用異丙醇等刺激性化學(xué)品進行清潔,并且需要在UV烤箱中進行固化才能進行處理。 由于使用了刺激性化學(xué)品,需要在通風(fēng)良好的地方后處理。樹脂原料有刺鼻味、易燃且保存期限較短,新舊樹脂也不能混合使用,因此浪費材料會導(dǎo)致成本增加,材料的價格相對其他技術(shù)而言較高。
打印完之后未拆除支撐的成品
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優(yōu)點
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.適合形狀複雜的零件
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.成品表面光滑,少有堆疊紋路
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.可以呈現(xiàn)最佳細(xì)節(jié),是小型零件的理想做法
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.設(shè)備有整合性且相對容易操作
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.可以列印多種屬性的材料
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缺點
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.原料常有化學(xué)刺激性或刺鼻味及易燃性
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.后處理時需要添加藥劑
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.材料具有黏性,可能會弄葬環(huán)境
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.通常需要支撐結(jié)構(gòu),可能會在表面留下痕跡
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.在單次列印中尚無法同時使用多種材料或顏色
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.與其他兩種技術(shù)相比,可列印體積相對較小
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.中空零件必須準(zhǔn)備好孔洞讓未固化的樹脂流出
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?三、SLS(激光粉末燒結(jié))
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使用原料為粉末聚合物,將粉末儲存在容器中,機器內(nèi)部會將薄層粉末鋪平在列印范圍;再以雷射光融合材料建立單個水平層,然后再透過細(xì)微的高度升降重複堆疊完成印品;未使用完的粉末可以通過專用設(shè)備過篩后再與新的粉末混合使用。
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適合設(shè)計復(fù)雜、自由度較大且不採用支撐的作品,成品表面也不產(chǎn)生層積紋理;在初期設(shè)置和維護方面,SLS是三種3D打印技術(shù)中成本較高的,設(shè)備的復(fù)雜性也需要熟練的操作者。建議使用最大體積進行列印以避免浪費粉末。由于使用高功率雷射光和及粉末原料,SLS需要考量較多的環(huán)境安全性。
工作人員正在處理完成后的多余的粉末
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優(yōu)點
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.成品帶有少許粉末、沒有層積紋理
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.零件具有較高的機械性能
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.打印時不需要支撐材
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?缺點
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.設(shè)備相對較大
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.加工成品須配戴口罩以防粉塵吸入
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.材料種類或顏色較少
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.設(shè)備和材料相對價格較高,操作和維護需要初步學(xué)習(xí)
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.需要處理后加工和回收粉末
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.列印體積符合整個容器范圍時較劃算
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?比較歸納
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三種技術(shù)各有所長,沒有所謂好壞之分;但FFF技術(shù)經(jīng)濟實惠所以最為常見,不需要額外空間或?qū)I(yè)人員。讓一般中小企業(yè)也能縮短開發(fā)時間和成本,產(chǎn)品可以直接在公司進行快速原型,同時只需要最少的后加工和廢料處理。此外因為最多人使用,因此相關(guān)資訊也最多。而SLA非常適合列印具有復(fù)雜細(xì)節(jié)的小型物件、公仔、造型物體等;SLS則是具有機械性、功能性及大型工業(yè)原型的理想選擇。