3D资源巴:3D打印是什么?【终极指南】

介绍

多年来,3D打印或增材制造已成为在所有行业中使用的可靠制造技术。但是您真的知道3D打印是什么,它如何工作以及其所有可能的应用程序吗?

3D打印是一种制造技术,如今越来越多地用于制作概念,原型或最终产品的证明。公司正在其制造过程的不同阶段实施3D打印,并凭借这种竞争优势重新考虑其业务战略。

工程师,设计师,甚至业余爱好者都在研究这种尖端技术的创新应用。3D打印是一种从3D文件逐层构建对象的技术。该过程实际上是将对象的数字版本转换为物理版本。

有一个真实的三维打印的历史:添加剂制造业是不是一个新的技术。但是您知道什么是第一个开发的技术吗?立体光刻或SLA!由Alain LeMéhauté,Olivier de Witte和Jean-ClaudeAndré组成的法国工程师团队进行了首次尝试。由于缺乏业务前景,该项目已被放弃。

但与此同时,查尔斯·赫尔(Charles Hull)也对该技术感兴趣,并于1986年为SLA提交了第一项专利。他成立了3D Systems Corporation,并于1988年发布了他们的第一款商业产品SLA-1。

在90年代,已经开发出了诸如熔融沉积建模(FDM)技术之类的主要技术,该领域的主要参与者也在这一十年中开始了。

自2000年以来,增材制造的发展甚至更快,并且每年都有新的应用被发现:医疗3D打印,3D打印汽车,3D打印的机械应用。这项技术为每个行业带来了新的机遇。我们将在本文后面详细介绍3D打印的应用程序。

没有3D打印的独特方法。确实,在考虑3D打印时,很多人仍在考虑FDM流程。但是3D打印远不止于此。实际上,存在几种可能性,以及可累加创建零件的技术。您的3D打印技术和材料的选择将由您的项目决定。您需要什么属性?什么抵抗?以下是主要3D打印技术的工作方式。

塑料3D打印

  • 选择性激光烧结或SLS:这种3D打印技术通过使用激光烧结打印机内部的粉末来创建对象。在此逐层过程中,将粉末床预热,然后根据3D模型用激光烧结粉末以创建固体对象。
  • 熔融沉积建模或FDM:这种3D打印方法是业余爱好者众所周知的,而且在教育中也是众所周知的。FDM 3D打印机正在使用一个或两个打印头来沉积熔化的3D打印材料。该材料被熔化并通过喷嘴挤出,以一次在每一层上产生所需的物体。FDM最著名的是塑料3D打印技术,但是现在可以使用它来打印金属材料。

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树脂3D打印

  • CLIP或DLS:Carbon开发的DLS技术的工作原理是,通过液态树脂浴下方的氧气可透过,紫外线透明的窗口,投影由数字投光器产生的连续的紫外线图像序列。在窗口上方创建的盲区在零件下方保持液体界面。在死区上方,将固化部分从树脂浴中抽出。
  • Polyjet:这项树脂3D打印技术将可固化液态光敏聚合物层喷涂在构建托盘上。该软件会在预处理阶段计算光敏聚合物和支撑材料的位置。然后,在打印过程中,树脂3D打印机喷射并立即UV固化液态光聚合物的微小液滴。
  • 立体光刻技术或SLA:立体光刻技术是有史以来首创的3D打印技术。我们使用光化学工艺来制造这种树脂添加剂。它使用可以固化的液态光敏聚合物。构建板以较小的增量向下移动,并且液态聚合物暴露在光线下,其中紫外线激光逐层绘制横截面。重复该过程,直到打印出对象为止。3D打印是什么?

金属3D打印

  • 直接金属激光烧结或DMLS:这些3D打印机借助激光来添加零件,从而烧结细金属粉末颗粒以将它们融合在一起。该过程与塑料的选择性激光烧结过程非常相似。区别在于烧结温度,金属印刷技术要高得多。实际上,聚酰胺需要在160°C至200°C的温度下烧结,而金属在1510°C至1600°C的温度下熔化,这意味着需要更高功率的激光才能达到该温度。
  • 选择性激光熔化,SLM:与DMLS不同,SLM完全熔化粉末,因此它需要达到比其他金属3D打印技术更高的温度。然后,印刷过程将金属粉末颗粒融合在一个完全熔化的过程中。然后该过程保持不变,激光开始烧结粉末并逐层生成固体物体。
  • 粘结剂喷射:这种增材制造方法还可以增材制造金属零件。粘结剂喷射是粘合剂。根据3D模型,将这种液体粘合剂沉积在粉末上。将粉末轻微固化以在每层之间固化。打印过程完成后,将构建箱从打印机中取出并放入烤箱进行固化。此后,通过刷子和鼓风机将零件从成型箱中取出,并清除剩余的粉末。

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彩色3D打印

  • Colorjet:这项技术正在创造多色零件!就像其他过程一样,Colorjet技术逐层打印出对象。滚动的批料留下一层均匀的砂岩状粉末,然后,两个打印头越过该批料,同时着色并粘附到对象上。

所有3D打印过程都有其自身的优点和局限性。所有行业和所有项目都有不同的要求,您项目的性质将帮助您确定哪种工艺和哪种材料将完全适合您的3D打印想法。选择正确的3D打印过程和材料将有助于您获得成功的3D打印体验。对象的机械性能将取决于您选择进行3D打印的材料的机械性能。

您需要柔软的或类似橡胶的材料吗?耐热材料?您是否需要为原型寻找最便宜的材料,还是需要获得最详细的零件来创建最终产品?可能性无穷无尽,但是一旦您找到了理想的工艺,请务必检查材料和工艺的设计准则,以充分利用增材制造工艺并获得3D打印材料的所有有趣特性。 。

说到材料,您知道3D打印中使用哪些材料吗?从强塑料到轻金属,增材制造现在可以使用多种材料来制造零件。就像我们在3D打印技术中看到的那样,最常用的材料是塑料(例如尼龙PA12,PEBA,铝化物等材料),树脂(例如VeroClear,VeroWhite,弹性聚氨酯等材料)和金属(用的材料,如铝,钛,不锈钢,黄铜,青铜,银等)。但是您必须检查这些材料的机械性能,优势和设计准则,才能做出最终选择并为您的项目获得最佳的3D打印零件。

现在,越来越多的材料可以3D打印,甚至是最不可能的材料。现在可以3D打印混凝土甚至人体组织。增材制造技术正在迅速发展和改进,研究人员不断推动这项惊人技术的发展,以开发新的令人难以置信的应用程序,并年复一年地证明一切都是3D可打印的。

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3D打印的优势无数,更重要的是,对于每个部门或应用程序,它们都是不同的!在您的业务中实施该技术时,您必须正确地识别您的机会,以充分利用增材制造及其所有优势。让我们看看3D打印的主要优点是什么。

  • 加快产品开发和原型制作速度

众所周知,增材制造是一种有效的原型制作技术,但是您知道为什么吗?3D打印比传统制造技术创建概念证明或原型的速度更快。

实际上,由于此过程,可以快速进行迭代:打印版本,然后可以直接在3D建模软件上修改3D文件,然后打印新的迭代以查看结果是否满足您的要求。否则,制作新版本将不会花费您更多时间。增材制造可以快速制作原型!

而且,使用增材制造,整个过程将更便宜。例如,使用光敏树脂将是您在3D资源巴上找到的最便宜的选择。

  • 致力于更好的设计和产品

3D打印可以创建具有更好设计的产品,这意味着得益于3D打印,可以完全优化产品。但是怎么可能呢?增材制造可用于改善现有对象。使用这种逐层技术是一种在一个零件中制造对象的方法,而对于某些项目,则是一种避免组装过程的方法。因此:使用此3D技术可以轻松实现传统制造技术无法创建的结构。

通过增材制造,可以对产品进行哪些改进?例如,3D打印提供了通过打孔获得较轻产品的可能性。但是也可以通过对不同的结构(例如晶格结构)进行加工来使其变强,变强或变轻。这种特定的设计功能形成了一个交叉影线部分的网络,从而加强了整个结构。晶格结构不仅仅具有装饰性,因为它们使最终的对象得到增强和优化的结构。

增材制造越来越多地用于生产,而不仅仅是用于原型制作。现在,从3D打印机中出来的零件的质量类似于注塑成型的零件!例如,通过使用树脂3D打印,您将能够达到很高的细节水平,例如DLS技术。

  • 大规模定制更容易

大规模定制是增材制造的一大优势。创建定制产品更容易,更快,更便宜。此外,大规模定制可以成为医疗等各个领域的资产,稍后我们将重点介绍。

3D打印可让您获得同一产品的不同版本,并使零件每次都更适合每个人:它可以成为时尚,眼镜,医疗等领域的资产。

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  • 充分利用巨大的竞争优势

在您的企业中实施3D打印可以代表巨大的竞争优势。如果您的竞争对手还没有使用增材制造,那么您就可以真正开始改善您的业务战略,并充分利用他们尚无法获得的优势。

每年,在我们的3D打印状态下,超过90%的受访者认为3D打印是他们的竞争优势。那你呢?

  • 改善您的工具流程

如果我们经常考虑采用增材制造技术来制造最终产品的原型,那么这项技术实际上可以帮助您改善工装过程。实际上,3D打印工具在汽车制造商中越来越受欢迎!

这是获得完全适用的工具的好方法,在工具过程中实施增材制造可节省您的时间和金钱。

  • 重新考虑您的供应链

借助增材制造,您的存储和供应链可以完全改变和改善。使用增材制造,您将有机会准确地在需要时制造零件,这意味着您不必处理仓库和库存。您可以重新思考此过程并通过按需创建零件来获取数字库存。

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  • 3D打印并不昂贵

您可能想知道,3D打印要多少钱?这种制造技术越来越民主化,这就是为什么3D打印现在可以在您的原型制作或生产过程中负担得起的原因。

这将取决于您需要为项目使用的技术。台式3D打印机可以负担得起。但是,例如,如果您需要使用SLS技术生产零件,那么它可能会很昂贵,尤其是在您是小型企业的情况下。但这并不意味着您不能使用工业3D打印机!您可以使用所需的所有专业3D打印技术,充分利用3D打印资源巴等3D打印服务来订购零件,而无需购买3D打印机。

如果您想知道您的3D打印项目要花费多少,可以通过联系3D资源巴巴主即时报价。零件的价格将取决于不同的因素,例如技术选择,材料,零件数量,所需材料量等。

3D打印可用于各种行业,并且可用于真正不同的应用程序。以下是3D打印可以为您提供帮助的概述:

增材制造越来越多地用于汽车领域。使用3D打印制造汽车零件真的很方便,尤其是对于不再生产零件的老爷车。它也正在成为一种重新思考汽车结构以减轻其重量并改善其性能并创建更加环保的汽车模型的方法。3D打印现在能够生产用于汽车领域的技术零件,而完全的3D打印汽车将在未来几年内成为现实。

医疗3D打印现在正成为该技术的普遍应用!从植入物到定制义肢,增材制造为医疗行业提供了许多巨大的优势。外科医生还可以在手术前对3D打印的模型进行训练,这些3D打印的器官非常有用,有助于节省时间和金钱。外科医生还使用增材制造来制造完全适合其需求的工具!

增材制造可用于建筑行业,使样机栩栩如生,并为您和您的潜在客户更好地可视化您的项目。这是实现您的想法的有效解决方案。

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3D是将概念付诸实践并允许每个人使用物理对象操纵复杂想法的完美解决方案。增材制造正在帮助简化从初等教育到大学的学习过程。使用这项技术,学生可以打印机械零件,建筑模型,艺术品甚至原型!

我们已经看到3D打印是改善汽车制造商加工过程的有效技术。但是减少工具投资对任何企业都可能是有益的,您肯定应该开始考虑它。

借助3D打印,可以快速创建原型,从而使零件适合您的机器人项目。这项技术非常适合为您的项目获得完美的设计,而且零件更轻,装配时间更短。3D打印材料的大量提供使获得具有令人难以置信的机械性能的机器人零件成为可能。此外,以极大的设计自由度来生产独特和特定的零件也很方便。

显然,工程师们正在充分利用3D打印技术来制造航空和航天技术零件。随着金属3D打印的飞速发展,航空和航天等领域是必须制造耐热且坚固的零件的两个领域,并且由于该技术提供的高强度重量比,这些领域开始使用该技术。真的很认真 工具,固定装置,航空零件,一切都可以3D打印!

时尚和3D打印正在开启新的可能性。确实,设计师已经习惯于增材制造,他们用它来制作时装表演的艺术作品。但是,这种技术倾向于更广泛地用于制造传统服装和鞋。这种时尚制造技术的优点是什么?大规模定制,完全自由的设计以及使用具有出色机械性能的材料!

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现在,增材制造是传统制造技术的真正替代。使用3D打印机,CNC机器,注塑或铸造都是可靠的制造方法,具有不同的优势。3D打印具有很多优势,并开辟了新的可能性。但是3D打印和传统制造之间有什么区别?注塑成型与3D打印,金属铸造与3D打印:为什么3D打印是这些制造技术的真正替代品?在开始一个项目时,您将必须确定项目的需求以选择理想的制造技术。如前所述,与其他技术相比,增材制造具有许多优势。

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增材制造工艺可制造出具有复杂几何形状的零件,而这些零件是传统制造技术无法制造的。3D技术提供了令人印象深刻的几何灵活性。增材制造还可以更轻松地进行批量定制,可以轻松地修改3D文件并通过所需的修改来打印新的迭代。

对于小批量,3D打印将是您发现的最高效,最低成本的解决方案,在开发原型或开始批量生产时特别有用。对于小企业来说,增材制造是一个非常有趣的解决方案!无需创建模具即可生产一些零件。您仅需单击几下即可在在线3D打印服务(例如3D资源巴)上打印1、100或10K零件。

这将取决于您的项目的性质,但是增材制造不一定是大批量生产的最佳选择。增材制造不一定是传统金属铸造的竞争对手。它可以很好地补充经典的生产方法并加以改进!

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如何开始3D打印

要开始使用3D打印,您必须首先确定您的3D打印机会。增材制造对您的模具加工来说是一项重要资产吗?您是否有机会通过开发完美的概念证明或原型设计来吸引支持者,从而提高Kickstarter竞选活动的机会?增材制造也可以成为您生产或创建定制对象的重要资产。

毫无疑问,所有企业都可以通过使用增材制造来改善其战略,并充分利用这种难以置信的竞争优势。不要等待您的竞争对手领先于您。如果您需要帮助以识别您的机会,请联系3D资源巴的3D打印专家

获取您的3D文件!

明确确定项目后,您将必须创建3D模型并获取STL文件。STL是3D打印最常用的文件格式,但是您可以使用其他一些文件格式。STL文件存储有关3D模型的信息。该格式表示带有小三角形的模型的原始表面。结构越复杂和详细,则将使用更多的三角形来表示模型。

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为此,您将必须选择适合您的项目的3D建模软件。例如,如果需要工程机械软件,则将使用诸如Solid Edge或Fusion 360之类的程序;如果需要体系结构3D软件,则将使用ArchiCAD或Revit。免费的CAD软件也可以成为开发3D设计并获取STL文件的理想解决方案。如果您不想开始设计过程,可以使用以下另一种解决方案,可以在数据库或3D资源巴上购买3D模型

如何设计3D打印

这些3D程序可能是高级的,难以使用。但是,即使您知道如何使用3D建模软件,也并不意味着您能够创建3D模型。

为了获得3D打印零件的最佳效果,您必须遵守为项目选择的材料和技术的设计准则。不遵守这些设计准则是3D打印问题的主要原因,这可能会使您的文件无法打印或造成有缺陷的零件。为了充分利用您选择的材料并获得该材料的所有机械性能,您将需要创建一个良好的3D设计。

您将必须注意壁厚,面部朝向,并且必须避免交叉的体积,以便3D打印机正确理解其打印内容。您还必须注意非流形模型:使用3D打印时,打开的对象的边缘未完全连接或带有附加面的对象是最常见的错误!

如何3D打印模型

模型准备就绪后,即可进行3D打印!您可以使用自己的3D打印机进行打印。如果您有一台3D机器,那肯定是一台台式FDM 3D打印机,但是您是否尝试过工业3D打印?

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如果您不想购买工业3D打印机但要获得专业质量,则可以使用3D资源巴等3D打印服务发送文件,您只需在+75种材料和涂饰选项中进行选择,然后将获得免费的即时报价。工业增材制造适合任何对强度,质量和机械性能有严格要求的人。

3D打印行业的未来是什么?

通过对增材制造行业的年度研究《 3D打印状况》,我们看到了该技术用途的演变。企业对使用技术充满信心。每年,企业都在投资越来越多的资金,以在其公司的不同级别上实施这种附加技术。从研发到生产以及工具,3D打印现在在制造和商业环境中发挥着重要作用。

增材制造的未来充满希望。它仍然是最佳的原型制作技术,但也成为一种可靠的生产方法。如果仍然需要提高批量生产,那么阿迪达斯这样的强势品牌就开始证明这并非不可能,并且可能成为批量生产的未来。

在医疗3D打印等特定领域,增材制造的发展还意味着挽救更多生命,创造更多改变生活的设备,并帮助外科医生提高工作效率。

增材制造的发展不会止于此,在未来几年中将发现新的应用,以继续这场制造革命。加入创新,立即开始3D打印!

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