金属3D打印的基本概念: 金属3D打印技术的核心思想起源19世纪末的美国,但是直到20世纪80年代中期才有了雏形,1986年美国人Charles Hull发明了3D打印机。我国是从1991 年开始研究3D打印技术的,2000年前后,这些工艺开始从实验室研究逐步向工程化、产品化方向发展。当时它的名字叫快速原型技术(RP),即开发样品之前的实物模型。现在也有叫快速成型技术,增材制造。但为便于公众接受,把这种新技术统称为3D打印。 3D打印是快速成型技术的一种,它是一种以数字模型设计为基础,运用粉末状金属或树脂等可粘合材料,通过逐层“增材”打印的方式来构造三维物体的技术。金属3D打印被称作“上个世纪的思想和技术,这个世纪的市场”。
金属3D打印材料是金属3D打印技术发展的重要物质基础,在某种程度上,材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用。目前,金属3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等,除此之外,彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在金属3D打印领域得到了应用。 金属3D打印所用的这些原材料是针对金属3D打印设备和工艺而研发的,与普通的塑料、石膏、树脂等有所区别,其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体状等。通常,根据打印设备的类型及操作条件的不同,所使用的粉末状金属3D打印材料的粒径为1~100μm不等,而为了使粉末保持良好的流动性,一般要求粉末要具有高球形度。
3D打印模型打印爱好者们都希望以一个合理的价格获得精模型。今天分享给大家几个减少打印成本的小技巧。 技巧1:缩小打印尺寸 在3D打印的世界里,尺寸非常关键。降低3D打印模型的尺寸,意味着三个维度尺寸的同时减少。结果就是,打印的成本会降低。让我们来举个例子,下面这个呆河马模型价格为266元。现在,如果把它的尺寸减少50%,变小后的模型仅仅为原来价格的一半,即133元,如果可以的话你甚至可以想象为八分,比如33元。 技巧2:比较相似的材料 不同的材料有不同的价格。如果单纯考虑省钱的话,可以选择比较便宜的材料,然后在模型打印完成后通过后期加工得到理想效果。比如说打印一个金奖杯,如果没有要求,使用普通PLA、ABS等塑料打印完成后再处理上色,也有同样成型效果。 技巧3:把3D打印与其他加工技术相结合 有时候,我们可以尝试换一种思路。比如,将3D打印与传统方式相结合,将3D打印的部件与CNC机加工(金属棒、金属管或者金属块等)相结合,更能在终成型效果以及用户使用体验上得到升级。
威立三维公司利用3D打印技术制造出了长达2米的完整汽车仪表盘。它长2m,宽5,高70cm,是由20多个打印的零部件无缝拼接而成的,之后还经过了打磨、包胶、电镀、喷漆、攻丝、拼接6种工艺处理,误差值1,工艺,细节考究。强度与精度两全其美。汽车仪表盘的细长类零件,需要分段切割才能在缸体内进行有效烧结成型,为便于后续有效地拼接和紧固,我们采用“鸠尾”的切口形状,这样拼接后能接口在平面方向的强度。拼接时,采用化学药剂进行粘接,然后打磨,以其强度和精度不亚于一体式打印结果。整个制造仅耗时不到1周,与传统工艺相比缩短了80%,节约了66%的人工成本和45%的制造成本。
3D打印的劣势。3D打印目前的误差还比较大,批量生产精度远不如传统开模制造的工艺,这也是3D打印行业待的一个难题。另外,生产效率较低也是缺点,如果用于规模化生产,3D打印的生产节拍要远低于传统流水线。
塑料3D打印的注塑模具有点像我们院子里的的塑料棚,它比金属棚便宜,塑料棚搭建速度很快且在低载荷下表现良好。但是在高载荷下仍要用到金属材质。3D打印模具有自己的一席之地,有些企业在3D打印模具的应用上比较成功。支持者称3D打印模具比传统模具加工方式快达90%、便宜达70%。在某些情况下这可能是真实的,但是明白金属模具相比3D打印塑料模具的优势/劣势非常重要。 3d打印模具优点直接的优势是节约材料,不消除边角材料,提高材料利用率,放弃生产线,降低成本; 第二,它可以实现和复杂度,除了显示形状曲线上的设计。 第三,不再需要传统的、夹具和机床或任何模具,可以直接从计算机图形数据生成任何形状的零件; 第四,它可以自动、快速、直接、准确地将计算机中的设计转化为模型,甚至直接制造零件或模具,从而有效地缩短了产品开发周期; 第五,3D打印可以在几个小时内成形。它允许设计师和实现从计划到实体的飞跃; 第六,它可以打印组装后的产品,降低了组装成本。它甚至可以挑战大规模生产。 第七,相比传统模具3d打印模具的生产周期更短,可以根据打印出来的模具进行快速生产。