3d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。
3D打印技术又名快速成型、实体自由成型、增材制造等,是基于离散-堆积原理,在计算机协助下通过层层堆积形成三维实体的有别于传统减材制造的制造方法。
而工程塑料具有很多的性能,通过改性增强强度的工程塑料甚至可以直接替代金属用于各类复杂的构件,因为成本较低且更轻便,使得工程塑料材料在3D打印制造中被广泛应用。
此外,工程塑料还可以避开缺陷向复合化、功能化方向发展,特别是实现多元材料复合,进而赋予塑料特定功能,工程塑料这一可“改造”性强的优点,也更能适应3D打印技术的需求。
3D打印机已经是一个非常成熟、好用的工具,文创工作室、创客、爱好者、设计师群体很多人已经用起来。即使是经常使用的朋友,恐怕也难以避免打印模型出现质量不佳的情况,比如翘边、错层、飞丝等,3D打印模型打印出来的模型并不能让人满意。如何优化FDM 3D打印效果?通常情况下,按步骤做下面几个检查,能解决大部分问题。
重新做调平。用A4纸来测量距离。对于自动调平的机型如果出现这种情况,就有可能是定位传感器出现了偏差,这里就不建议用户手动调节了,好联系厂商来解决。
翘边没粘牢 重新做调平。笔者前些天3D打印一个盒子,打印还没完成就出现底部一个角翘起来的情况,底面并不平整。这是由于塑料材质的热应力,在固液相变的过程中应力没有释放,通常会出现形变。3D打印的底面出现形变,原因就是底板和打印的层没有粘贴牢固,很有可能是喷嘴与底板的距离太远,超过了打印层厚。
边缘翘起是3D打印中经常遇到的问题。另一种相反的情况,是喷嘴与底板的距离太近,尽管不影响挤出但比准确距离还是有更大的压力,导致模型与底板粘贴过紧。后果就是打印完毕后很难取下模型,甚至后模型撕裂了而首层仍然没有与底板分开,或者是底板的美纹纸撕开紧紧粘在模型底部。这都不是理想中的结果。
粘贴过紧难以取下 甚至有时会一层层撕开。遇到这种情况,我们要做的就是重新对3D打印机做调平,确保调平点与喷嘴之间刚好能够滑动一张A4纸。更细的描述,就是“滑动时纸张略微受到阻力,但仍然能够自如地从间隙中抽出”,这时喷嘴与打印底板之间有理想的距离。
3D打印的优势。对于那些只需要制造几个或是几十个的部件来说,单开模肯定是不划算的,手工制造当然是一个选择,而如果用3D打印技术,就只需要在3D打印机中输入设计文件,省去了开模的高昂费用,产品一致性也优于手工制造,且同一台打印机可以读取不同的设计文件,反复使用。
由于近年来开始下放到民用领域,3D打印技术一度成为了我们身边的“网红热词”,不过你可能不知道的是,这项技术已经有30年的发展史了。并且,如今的3D打印,已经成为了汽车制造业发展的技术,帮车企省下的成本。下面,我们就具体聊聊3D打印和它在汽车制造业中的应用。汽车制造业用3D打印做原型。
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。
3D打印汽车
汽车大部份零件采用3D打印技术制造,如全部采用3D打印技术制造,目前来说还太可能。橙红色车身,三个轮子、双座位,扁长圆的外形显得小巧可爱,很有未来感,底盘为不锈钢制成,包括玻璃嵌板在内的所有外部组件都是通过我公司的大型3D打印设备生产。它是一辆三轮、双座混合动力车,具有时尚前卫的流线型外观,使用电池和汽油作为动力,百公里耗油1.17升,单缸发动机制动功率只有8马力,车速可达每小时100公里至110公里。整个汽车的重量为1200磅,成本大概在5万美元左右。
3D打印技术早已不再神秘。它的好处是可以快速成型——以电脑中的数字模型为依据,通过可粘合材料,通过逐层喷射(打印)的方式,将数字模型兑现为实物构件。理论上汽车也是由“实物构件”组成的,完全可以靠3D打印来实现。
原型测试即在产品开发阶段,利用3D打印做出原型件,模拟还未量产的实际零部件,并利用它进行测试和改良。目前,许多车企已经在开发阶段使用3D技术进行原型测试了。原型测试本身也分成:概念原型、设计原型、功能原型,三者对设计参数的模拟精度要求依次提高。
到了零部件的设计原型上,就需要3D打印原型的机械性能也与设计相符,对于材料的使用和工艺的要求提高。后的功能原型与设计原型类似,但因为要放到整车上进行测试,对精度要求更高。
和仿真软件类似,3D打印技术在开发中的应用使得车企和零部件供应商不再需要每一版设计,就重新进行一次开模,节省了研发成本。
除了用于开发测试之外,由于在少量生产上的优势,3D打印还被用在制造生产工具上,例如贴标机,很多人可能不知道这个东西,这里解释一下:产线工人在装配架的时候并非用手装配,而是需要把架放在如下图所示的贴标机上,然后推着贴标机将架固定到车身上。