媚娘直播_媚娘直播app下载_媚娘直播网站在线下载

3D打印既不是新的，也不僅限于由擠出塑料制成的零件。讓我們進(jìn)一步了解已建立的技術(shù)，包括它們的工作原理以及它們的獨(dú)特之處。

我們中的許多人都會(huì)熟悉《星際迷航》的場(chǎng)景，皮卡德船長(zhǎng)走到食物合成器前說(shuō)，"茶，伯爵茶，熱"，飲料奇跡般地出現(xiàn)了。當(dāng)您向外行提及3D打印時(shí)，這有時(shí)是他們所期望的。

現(xiàn)實(shí)情況是，3D打印比物質(zhì)混亂更接地氣，當(dāng)然更容易理解。

在本文中，我們將看看這種制造方法如何成為業(yè)余愛(ài)好者和工程師的支柱。

大多數(shù)人都熟悉減法制造的概念，如果不是那么多的名字。減材制造是通過(guò)去除不需要的材料，從核心石材，金屬，木材或任何其他可雕刻材料中雕刻或加工所需物體的過(guò)程。與此相反的是增材制造。

增材制造被定義為將形成材料分層沉積到構(gòu)建表面上，以創(chuàng)建3D對(duì)象。材料可以是紙張，塑料，樹(shù)脂，甚至金屬和混凝土。增材制造不是去除不需要的材料來(lái)留下所需的模型，而是從空的畫布開(kāi)始，一次一層地構(gòu)建一個(gè)創(chuàng)作。

增材制造并不是什么新鮮事。它誕生于20世紀(jì)80年代初，許多先驅(qū)者今天仍然在講述這個(gè)故事。我們?cè)?D打印的歷史中展示了這些人的快照以及這項(xiàng)技術(shù)的誕生 。

增材制造過(guò)程的存在歸功于計(jì)算機(jī)。典型的 3D 模型以 CAD 繪圖的形式開(kāi)始其生命周期。從那里，切片軟件將其轉(zhuǎn)換為薄而扁平的輪廓，以在所需的介質(zhì)中表達(dá)。

每個(gè)輪廓層都是模型的薄片，跟蹤其XY尺寸，同時(shí)通過(guò)某種類型的反應(yīng)過(guò)程將打印介質(zhì)粘合成固體形式。這些層一個(gè)接一個(gè)地制造，最終形成最終對(duì)象的Z維度。

發(fā)展中的行業(yè)

增材制造代表了原型建模的巨大飛躍。它允許對(duì)概念進(jìn)行數(shù)字定義，表示為薄至一毫米一小部分的層，然后沉積以創(chuàng)建成品。隨著概念的成熟及其接受度的傳播，增材制造已經(jīng)發(fā)展成為一種可行的制造工藝。

自誕生以來(lái)，增材制造概念已經(jīng)爆炸式增長(zhǎng)。工業(yè)生產(chǎn)最終用途商品，業(yè)余愛(ài)好者正在開(kāi)發(fā)新的工藝創(chuàng)意，醫(yī)生，牙醫(yī)和其他醫(yī)療專業(yè)人員現(xiàn)在正在等待患者時(shí)打印定制假肢。

豐富的技術(shù)

增材制造的新方法經(jīng)常出現(xiàn)。十種最受歡迎的方法在我們的文章中包封 了2019年所有10種類型的3D打印技術(shù)。

但是，與任何努力一樣，有競(jìng)爭(zhēng)者和超級(jí)巨星。在接下來(lái)的部分中，您將更好地了解其中三位超級(jí)巨星。

熔融沉積建模（FDM）是大多數(shù)人在談話轉(zhuǎn)向3D打印時(shí)想到的技術(shù)。在FDM中，印刷介質(zhì)是熱塑性塑料。它以燈絲的形式提供，就像卷軸上的釣魚線一樣。

燈絲被強(qiáng)制進(jìn)入加熱的噴嘴，在那里它變成半液體糊狀物。然后將該漿料擠出到打印表面上，因?yàn)閲娮煅刂?jì)算機(jī)引導(dǎo)的路徑。當(dāng)塑料糊擠出時(shí)，它幾乎立即變硬，為下一層留下基礎(chǔ)。

一旦一層完成，表面或噴嘴將重新定位一毫米的幾分之一，該過(guò)程將再次開(kāi)始，在前一層之上融合一個(gè)新層。然后重復(fù)此分層過(guò)程，最終產(chǎn)生所需的3D模型。

優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

使FDM建模如此吸引人的主要因素之一是它的價(jià)格。FDM機(jī)器的起價(jià)不到200美元，是所有增材制造技術(shù)中最低的入門成本。

FDM的低成本與形成技術(shù)是簡(jiǎn)單的加熱噴嘴這一事實(shí)直接相關(guān)。普通3D打印機(jī)的熱端成本比新的焊槍便宜。

FDM設(shè)備也相對(duì)易于使用，并且可以快速生產(chǎn)出像樣的零件，無(wú)論是出于美學(xué)還是功能目的。

FDM制造確實(shí)面臨挑戰(zhàn)：

• 低精度：與SLA和SLS相比，F(xiàn)DM是最不精確的增材制造技術(shù)。

• 必要的支撐：從頭開(kāi)始生長(zhǎng)零件有時(shí)需要不屬于最終模型的支撐結(jié)構(gòu)。這代表了進(jìn)入成品的額外時(shí)間和材料。此外，必須拆除這些支撐結(jié)構(gòu)，這對(duì)于精致的模型來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)。

• 有限的材料：由于FDM需要熔化和冷卻的材料，因此該技術(shù)僅限于熱塑性塑料。

• 中等強(qiáng)度：雖然FDM打印通常比SLA打印更強(qiáng)，但充其量只能顯示出不錯(cuò)的強(qiáng)度。這是因?yàn)樗褂玫牟牧虾蛢?nèi)部結(jié)構(gòu)不能完全堅(jiān)固。

• 環(huán)境敏感性：大多數(shù)FDM機(jī)器都是向空氣開(kāi)放的。在這種情況下，像微風(fēng)或室溫變化這樣微妙的東西可能會(huì)傷害打印件。

立體光刻（SLA）是一種基于稱為大桶光聚合的過(guò)程的3D打印過(guò)程。它的工作原理是將一罐光敏液體介質(zhì)暴露在激光下，激光充當(dāng)紫外線光源。光束通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的鏡子重定向，以模型的X-Y表示暴露和硬化樹(shù)脂，一次構(gòu)建一層。當(dāng)一層完成時(shí)，表面下降到大桶中，下一層開(kāi)始。

SLA制造的產(chǎn)品可以如上所述或以倒置方式生產(chǎn)，其中光線從下方照射，構(gòu)建平臺(tái)從樹(shù)脂槽中升起。

類似的3D打印技術(shù)是數(shù)字光處理（DLP），它使用投影儀屏幕而不是激光。

優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

圍繞激光技術(shù)構(gòu)建確實(shí)有缺點(diǎn)。SLA打印機(jī)通常不便宜。這個(gè)過(guò)程更多地涉及加熱和沉積可熔的建模介質(zhì)。但是，該過(guò)程幾乎完全沒(méi)有熱量，這意味著熱力學(xué)膨脹不是等式的一部分。幾乎不需要尺寸補(bǔ)償。

由于激光光源可以非常緊密地聚焦，因此SLA打印部件的分辨率比大多數(shù)其他形式的3D制造要高得多。微小、精致的零件通常使用 SLA 工藝創(chuàng)建。此外，硬化過(guò)程不是在激光的一次通過(guò)中完成的，因此隨后的層粘合到前一個(gè)通道中，而不是在它們上面。成品模型通常沒(méi)有層線。

另一種基于激光的增材制造技術(shù)是選擇性激光燒結(jié)（SLS）。然而，這項(xiàng)技術(shù)從干燥的介質(zhì)而不是液體中創(chuàng)建一個(gè)模型。

使用SLS，介質(zhì)（通常是塑料或尼龍）被放置在成型室內(nèi)，再次包含可移動(dòng)的表面。介質(zhì)是一種顆粒，其質(zhì)地介于砂糖和面粉之間。然后將腔室溫度升高至略低于所選介質(zhì)的熔點(diǎn)。

鏡面導(dǎo)向的激光束將所需模型的輪廓繪制到溫暖的介質(zhì)中。能量將介質(zhì)的表面溫度推高到其熔點(diǎn)以上，導(dǎo)致顆粒融合在一起或燒結(jié)。

然后，表面下降幾分之一毫米，刮水器在工作區(qū)域上掃過(guò)一層新鮮的水平介質(zhì)。該過(guò)程一次又一次地重復(fù)，以與大多數(shù)3D打印過(guò)程大致相同的方式創(chuàng)建模型。

SLS的變體包括直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）或選擇性激光熔化（SLM），它們將類似的技術(shù)應(yīng)用于金屬。

優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

與FDM和SLA相比，SLS打印的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)是它可以生產(chǎn)具有更高強(qiáng)度的零件。此外，SLS工藝不需要支撐，因?yàn)槲礋Y(jié)介質(zhì)的水平隨著燒結(jié)產(chǎn)品的水平而上升，作為正在制造的模型的支撐材料。這意味著使用SLS通常更容易生產(chǎn)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

燒結(jié)完成后，大多數(shù)SLS型號(hào)只需要溫和的后處理介質(zhì)噴射（類似于噴砂）來(lái)清除任何剩余的未燒結(jié)顆粒。

SLS并非沒(méi)有缺點(diǎn)。主要缺點(diǎn)是可訪問(wèn)性。由于該技術(shù)需要高功率激光器，因此SLS機(jī)器既昂貴又不安全，無(wú)法在低于車間類型的空間內(nèi)運(yùn)行。

此外，由于該過(guò)程涉及僅表面液化的顆粒，因此成品項(xiàng)目往往會(huì)表現(xiàn)出粗糙的顆粒狀表面。這可以通過(guò)打印后的拋丸清理過(guò)程來(lái)緩解，但僅靠SLS永遠(yuǎn)不會(huì)產(chǎn)生光滑，有光澤的表面。

話雖如此，該技術(shù)是快速工業(yè)制造的熱門選擇。隨著CO2激光包裝價(jià)格的持續(xù)下降，SLS打印成為一種流行的愛(ài)好只是時(shí)間問(wèn)題。

在過(guò)去的幾年里，增材制造在工業(yè)界和業(yè)余愛(ài)好者中都非常受歡迎。制造原因顯而易見(jiàn)。對(duì)于業(yè)余愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，這種選擇是由幾個(gè)因素驅(qū)動(dòng)的，大多數(shù)因素都可以追溯到價(jià)格：

• 創(chuàng)作自由：AM是創(chuàng)意人士的夢(mèng)想。在易于生產(chǎn)方面，與3D建模相比，繪畫，雕刻，雕刻都蒼白無(wú)力。

• 計(jì)算機(jī)控制：對(duì)于AM，個(gè)人計(jì)算機(jī)和操作它的知識(shí)是必需的。但是，隨著計(jì)算機(jī)現(xiàn)在像電視一樣無(wú)處不在，大多數(shù)人都可以輕松坐下來(lái)立即開(kāi)始工作。

• 可訪問(wèn)的軟件： 3D CAD軟件，過(guò)去是一項(xiàng)昂貴的要求，現(xiàn)在只需很少或免費(fèi)即可使用。事實(shí)上，根本不需要擁有該軟件。像Tinkercad這樣的網(wǎng)站擁有一個(gè)對(duì)所有用戶免費(fèi)的設(shè)計(jì)環(huán)境，以及使用它的培訓(xùn)。

• 小型計(jì)算機(jī)：過(guò)去十年來(lái)，單板計(jì)算機(jī)興起。像Arduino或Raspberry Pi這樣的設(shè)備現(xiàn)在是驅(qū)動(dòng)3D機(jī)器的引擎。像這樣的典型專用單板CAM計(jì)算機(jī)運(yùn)行約20美元。

• 小型電子產(chǎn)品：大多數(shù)3D打印機(jī)的XYZ軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都是步進(jìn)電機(jī)。由于驅(qū)動(dòng)打印頭或定位鏡子所需的扭矩較低，因此桌面3D打印機(jī)的典型步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用約為15美元。為電機(jī)供電所需的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，另外10美元。添加一個(gè)框架，也許是一個(gè)外殼和一個(gè)電源，你有一個(gè)制造設(shè)備，成本低于新手機(jī)的成本。

增材制造現(xiàn)在被接受為合法的生產(chǎn)過(guò)程。使用凱夫拉爾或碳纖維等增強(qiáng)劑進(jìn)行印刷是司空見(jiàn)慣的。小型建筑物正在通過(guò)噴嘴的機(jī)器人定位進(jìn)行打印，擠出一層又一層的混凝土。

隨著專利到期和技術(shù)進(jìn)入公有領(lǐng)域，價(jià)格繼續(xù)下降。隨著我們的前進(jìn)，新技術(shù)將繼續(xù)涌現(xiàn)。這是一個(gè)令人興奮的領(lǐng)域，可以成為其中的一部分。誰(shuí)知道呢。也許二十年后，我們每天早上都能走進(jìn)廚房，說(shuō)："咖啡，哥倫比亞，泡沫的味道。