导语:3D打印最早是上世纪80年代提出的,那时的3D打印机还不叫这个名字,叫快速成型技术,那时的3D打印技术使用的耗材是光敏树脂,价格昂贵,不是一般人消费的起的。由于近几年新型耗材开发与相关软件开源,3D打印机的由此在大众以及厂商之间普及开来。我在这篇文章中来介绍几种不同原理的3D打印机,以及本人使用过的3D打印机,建模软件和以及对于3D打印的感想。
熔融沉积式3D打印机的原理是将丝状的热塑性材料(PLA、ABS塑料)通过喷头加热熔化,在计算机控制下,将喷头根据3D模型的切片数据移动到指定位置,从喷头将液态的材料挤喷出来并最终凝固。材料被喷出后沉积在前一层已固化的材料上,通过材料逐层堆积形成最终的成品。具体的运行过程可以通过下面的动图了解:
这类打印机是最常见的打印机,机器价格与消耗的材料的价格都相对而言比较亲民,但是打印速度和精度不高,我操作过的3台打印机都是属于这个类型的打印机。
光固化3D打印机使用的耗材是光敏树脂。这种树脂在激光的照射下会固化。和熔融堆积(FDM)打印机一样,通过走线,一层一层的打印出整个物体。
SLA光固化打印机其实是3D打印最早出现时的形态,高昂的售价与维护成本,昂贵的耗材都是是它从出现至今最大的缺点。但它极高的精度,与熔融堆积型打印机相比更快的速度,相对于我接下来介绍的激光烧结打印机较低的价格,都是他的优点。所以在样品试模上有得天独厚的优势。最近的高达模型mg版本的ka版zz高达就是3d打印试模的。
它还有一种类似原理的打印机,不过它采用的是直接照射横切面的投影在打印面上,使那个面上的光明树脂直接固化,这种方式,速度快,但是打印精度不佳。
这是我最喜欢的打印方式,相信看过blame剧场版的朋友都还记得那个打印出连接端子和守卫的自动工厂吧。在未来这种方式的打印机就可能达到这种效果。
SLS的工作过程与SLA相似,不过SLS基于粉末底进行的,SLA是通过激光照射光明树脂固化树脂,而SLS是利用激光烧结粉末(类似金属,尼龙等材料)。可以通过下图的动图以及图片了解其原理。
这种打印机我碰触过,只在一次参观一家位于杭州的先临3D打印公司有看到过,并看过其打印的样品。这是一种昂贵的打印机(价格百万左右,工作还需要外接液氮),但能力很强大,可使用材料广泛,不像前两种还受困于特定的材料。其打印能力非常强悍,打印速度快,打印出来的样品已经堪比注塑的效果(还不会有注塑带来的可恶的分模线,玩模型的玩家都知道分模线有多讨厌)。
同样一种3D打印机在不同的价位下,也是有不同的表现的,我在这里就用我试用过的3台熔融堆积型(FDM)打印机来做个参考,并述说一下我的打印经验。
这是我接触到的第一台3D打印机,非常的简陋,是我的同学根据网上的结构图,买好材料自己组装的,打印非常的慢,且粗糙,但这台简单的3D打印机确直观的告诉了我熔融堆积型3D打印机的结构。
这台是我自己攒钱买来的打印机,3000块钱的桌面打印机,确实有些贵,但比学校里的DIY机已经好上了不少,那台机器所需要担心的诸如死机,调平,错位等等问题都不需要担心和考虑了。只要有模型,就是神也打印给你看(误)。
只要有模型,导入切片软件,调整参数,控制打印机开始打印,打印机就会像下图一样开始打印,非常的无脑。
这是我导师购买的1w4的 弘瑞 3D打印机,放在实验室里,内置了一块大电池,可以在断电后继续运行一段时间,打印的效果和我的那台桌面打印机并没有什么区别,当然,打印的能力还是很不错的。
3D打印最关键的还是建模,市面上有很多的建模软件,诸如 win10自带的3d builder、123d design、3dmax、maya、nx/ug等等。我最常用的是steam里面的Blender,容量很小,功能强大,不仅免费,还有中文。
因为这款软件功能很强大,不仅能提供切片服务,还可以进行相片扫描,快速建模。
还可以对软件进行树状支撑,节省打印材料。(很多软件都可以自动树状支撑,我只是比较喜欢用这款)
现在的3D在科学实验领域和模型制作上有得天独厚的优势,不用费时费力费钱的生产模具,可以大幅度的减少时间与金钱成本,而且由于它是增量制造,对于打印材料也是异常的节省。我只是带着大家看了一下我接触过的三台熔融堆积型的打印机。
3D打印现在已经非常成熟了,有了模型完全可以傻瓜式操作。但对于没有特别需求的大众而言,它还是偏向一个玩物,而且是一个价格高昂的玩物。对于网上鼓吹的什么新的革命,代替昂贵的模具什么的还遥遥无期。
但有条件的朋友可以去当地的体验馆去接触3D打印机,会有一种-------只要有模型,就是神也打印给你看(误) 的感(错)觉233。那种造物的感觉是非常棒的,诸如我的世界等游戏的乐趣都是来源于此。
*3D打印原理GIF的视频内容来源于 https://www.youtube.com/user/solidconcepts/videos
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