产品制造的新革命：3D打印技术辽东堇菜

随着多种3D打印技术的日趋完善，3D打印技术所带来的技术优势也逐渐显现在我们面前。工程机械作为传统制造行业，3D打印机技术将能为行业带来制造不规则原型产品和零部件制造提供合理有效的方法。

3D打印技术，一个你不陌生而又陌生的词汇。不陌生的是你也不知道从哪里学来的这个词，突然就从嘴里冒了出来，一下子变的朗朗上口。陌生的是当你想要向朋友解释什么是3D打印技术时，你却发现这个时不时从自己嘴里蹦出、为自己跟上时代步伐而引以为傲的词，完全不知从何说起。

这的确不能怪你，因为我们都一样，对这项老旧的新技术始终知之甚少。称之为老旧，因为早在几十年前它即为世人所发明，只不过在最近才因为材料、工艺、成本等原因被从行业边缘拉回了主流市场。

3D打印 产品制造的新革命

追本溯源3D打印

那到底什么是3D打印技术？1984年该技术的创始人查尔斯W赫尔定义了专利术语Stereolithography即立体光刻造型技术，通俗的说法是野菰属系统通过创建多个截面的方式生成三维物体对象。

估计你还是没有明白什么是3D打印技术。那就只能从它的设计、打印、成型的流程来详细地解释说明一遍。

3D打印的设计过程是：先通过计算机辅助设计（CAD）或计算机动画建模软件建模，再将建成的三维模型分区成逐层的截面，从而指导打印机逐层打印。打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。通俗的讲，就是每个截面数据相当于医学上的一张CT像片；整个制造进程能够比喻为一个积分的进程。然后整个进程在电脑的操控下，由3D打印机体系主动完结。

目前的3D打印已经拥有了许多不同的技术，其中比较成熟的有UV、SLA、SLS、LOM和FDM等方法。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。有些技术利用熔化或软化可塑性材料的方法来制造打印的墨水，例如：选择性激光烧结和熔融沉积式，还有一些技术是用液体材料作为打印的墨水的，例如：立体平板印刷、分层实体制造。每种技术都有各自的优缺点。一般来说，主要的考虑因素是打印的速度和成本、3D打印机的价格、物体原型的成本、还有材料以及色彩的选择和成本。就目前来看，可以直接打印金属的打印机价格最为昂贵，所以很多时候人们会先使用普通的3D打印机来制作模具，然后用这些模具制作金属部件。

有什么样的3D打印技术可以选择？

SLA技术

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SLA是StereolithographyAppearance的缩写，即立体光固化成型法。用特定波长与强度的激光聚集到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面次序凝结，完结一个层面的绘图作业，然后升降台在笔直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。

SLA技术首要用于制造多种模具、模型等，还能够在制造过程中通过掺加其他成分，SLA用原型模替代熔模精细铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快，精度较高，但因为树脂固化进程中发生短缩，不可避免地会发生应力或导致形变。因而适用于开发短缩小、固化快、强度高的光敏材料。

SLS技术

挑选性激光烧结技术(SLSSelectiveLaserSintering)是选用激光有挑选地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个技术进程包含CAD模型的树立及数据处置、铺粉、烧结以及后处置等。

整个技术设备由粉末缸和成型缸组成，作业时粉末缸活塞（送粉活塞）上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞（作业活塞）上均匀铺上一层，机核算机依据原型的切片模型操控激光束的二维扫描轨道，有挑选地烧结固体粉末材料以构成零件的一个层面。粉末完结一层后，作业活塞降低一个层厚，铺粉体系铺上新粉。操控激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。结尾，将未烧结的粉末收回到粉末缸中，并取出成型件。

3D打印机技术中，金属粉末SLS技术这些年最为热议与追捧。运用高熔点金属直接烧结成型零件，对用传统切削加工办法难以制造出的高强度零件，对急速成型技术更广泛的运用具有重要苦绿竹的意义。

LOM技术

分层实体制造法（LOMLaminatedObjectManufacturing），LOM又称层叠法成形，它以片材（如纸片、塑料薄膜或复合资料）为原资料，其成形原理为激光切开体系依照核算机提取的横截面概括线数据，将反面涂有热熔胶的纸用激光切开出工件的表里概括。切开完一层后，送料机构将新的一层纸叠加上去，运用热粘压设备将已切开层龙胆木属粘合在一起，然后再进行切开，这样一层层地切开、粘合，结尾变成三维工件。LOM常用资料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等，此技术除了能够制造模具、模型外，还能够直接制造构件或功用件。

该技术的优点是作业牢靠、模型支撑性好、成本低、效率高。缺陷是前、后处置费时吃力，且不能制造中空布局件。

FDM技术

熔积成型（FDMFusedDepositionModeling）法，该办法运用丝状资料（白腊、金属、塑料、低熔点合金丝）为材料，运用电加热办法将丝材加热至略高于熔化温度（约比熔点高1℃），在核算机的操控下，喷头作x-y平面运动，将熔融的资料涂覆在作业台上，冷却后构成工件的一层截面，一层成形后，喷头上移一层高度，进行下一层涂覆，这样逐层堆积构成三维工件。

该技术污染小，材料能够回收，主要用于中、小型工件、塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。

技术改变未来

随着多种3D打印技术的日趋完善，3D打印技术所带来的技术优势也逐渐显现在我们面前。工程机械作为传统制造行业，3D打印机技术将能为行业带来制造不规则原型产品和零部件制造提供合理有效的方法。改变以往的生产方式，实现产品设计和模具产出同步进行，提高企业研发的效率，缩短产品发开周期，大幅降低企业新产品开发的成本及风险，特别是对外形尺寸较小，不规则的产品尤为适用。

目前，行业企业与CAD/CAM技术已密不可分，但CAD/CAM技术集成描绘制造一体化可以说是行业企业的一个难点，计算机辅助技术（CAPP）在现阶段因为还无法与CAD、CAM彻底的无缝对接，也成为一直制约行业信息化进步的难点之一，而3D打印技术所具有的急速成型特点，集成CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、资料工程等多项技术，使得设计制造一体化的概念完美结合。使新产品在开发进程中所需的重复修正设计方案的环节大为缩短，也摆脱了传统的重复修正磨具的做法，极具经济效益。

而各类3D打印设备上所运用的材料品种丰富，树脂、尼龙、塑料、白腊、纸以及金属或陶瓷的粉末都可用户产品设计制造，这就基本上满足了企业在大多数产品开发上对材料的机械功用需求。

可以说，3D打印技术为企业产品的设计开发人员带来了一种全新的产品开发模式。运用3D打印技术能够急速、直接、准确地将设计思维转化为具有必定功用的产品模型（样件），这不但缩短了开发周期，并且降低了开发费用，也将使企业在激烈的市场竞争中占得先机。更多3d打印机资讯请关注http://www.narkii/

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