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立體噴墨打印法(Three-Dimension Printing,3DP)最早由美國麻省理工學(xué)院 (MIT) 于 1993 年開發(fā)。該技術(shù)通過使用液態(tài)連結(jié)體將鋪有粉末的各層固化,以創(chuàng)建三維實體原型; 3DP 技術(shù),美國Z Corp公司開發(fā)了3d打印成型機(jī),我們所使用的3d打印設(shè)備即由其出品 ;3d打印機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)噴墨打印技術(shù),通過將液態(tài)連結(jié)體鋪放在粉末薄層上,逐層創(chuàng)建各部件。與2d平面打印機(jī)在打印頭下送紙不同,3d打印機(jī)是在一層粉末的上方移動打印頭,打印橫截面數(shù)據(jù)。
彩色3d打印機(jī)打印成型的樣品模型與實際產(chǎn)品具有同樣的色彩。您可以將彩色分析結(jié)果直接描繪在模型上,或者注釋并標(biāo)記設(shè)計更改,以便進(jìn)一步增強模型樣品所傳遞的信息值。1993年由MIT發(fā)明,1995年 Z Corporation公司獲得專屬授權(quán),2011年被3D Systems收購(技術(shù)名稱更改為ColorJet Printing)推出,是世界上最早的全彩色3d打印技術(shù)。國際上著名的3dp工藝公司還有ExOne、VoxelJet等。
一、3DP工藝的原理
從工作方式來看,三維印刷與傳統(tǒng)二維噴墨打印最接近。與SLS工藝一樣,3DP也是通過將粉末粘結(jié)成整體來制作零部件,不同之處在于,它 不是通過激光熔融的方式粘結(jié),而是通過噴頭噴出的粘結(jié)劑。其詳細(xì)工作原理為:
1.3DP的供料方式與SLS一樣,供料時將粉末通過水平壓輥平輔于打印平臺 之上;
2.將帶有顏色的膠水通過加壓的方式輸送到打印頭中存儲;
3.接下來打印的過程就很像2D的噴墨打印機(jī)了,首先系統(tǒng)會根據(jù)三維模型的顏色將彩色的膠 水進(jìn)行混合并選擇性的噴在粉末平面上,粉末遇膠水后會粘結(jié)為實體;
4.一層粘結(jié)完成后,打印平臺下降,水平壓棍再次將粉末鋪平,然后再開始新一層的粘結(jié), 如此的反復(fù)層層打印,直至整個模型粘結(jié)完畢;
5.打印完成后,回收未粘結(jié)的粉末,吹凈模型表面的粉末,再次將模型用透明膠水浸泡,此時模型就具有了一定的 強度。理論上講,任何可以制作成粉末狀的材料都可以用3DP工藝成型,材料選擇范圍很廣。
二、3DP工藝的優(yōu)勢、劣勢
1.成型速度快,價格相對低廉,粉末通過粘結(jié)劑結(jié)合,而不是其他工藝在保護(hù)氣氛下燒結(jié)。
2.可實現(xiàn)有漸變色的全彩色3D打印,可以完美體現(xiàn)設(shè)計師在色彩上的設(shè)計意圖。
3.打印過程無需支撐材料,不但免除去除支撐的過程,而且也降低了使用成本。
4.可實現(xiàn)大型件的打印(目前最大可打印4米)。
5.產(chǎn)品力學(xué)性能差,強度、韌性相對較低,通常只能做樣品展示,無法適用于功能性試驗。
6.采用 3DP技術(shù)的3D打印機(jī),多用于砂模鑄造、建筑、工藝品、動漫、影視等方面,目前有些3D照相館也都是采用了3DP技術(shù)的3D打印機(jī)。
三、3DP工藝的應(yīng)用
1.全彩色外觀樣件、裝配原型。
2.某些條件下可生產(chǎn)毛坯零件,借助后期加工得到工業(yè)產(chǎn)品。如粘結(jié)金屬粉末后期燒結(jié)并滲入金屬液得到可使用零件。
3.鑄造模樣打印。
4.直接打印砂型、砂芯。