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三維打印的定義

三維打印技術徹頭徹尾的扭轉了歷來工業生產製造的模式,使整個製造業天翻地覆,瞬息萬變。製造業最希望能將工作時間缩短和降低耗費成本,而三維打印這項技術適逢其會的解決了這些困難的要求。打印生成的產品千變萬化,特別在生產一些繁雜高端的產品,其優勢和造工更加出類拔萃。它為製造業帶來了震古爍今的衝擊,被標誌著第三次工業革命的痕跡。朝著主流趨勢發展的三維打印技術是建基於先進的電腦科學配合新式材料的運用去實踐新的工業製造方式。產品的設計,科學的研究、土木工程建築、醫療器械等等都是三維打印技術其中幾項的應用範疇,而事實上,更多的領域已經被開發,逐漸地向像您像我的家用領域邁進了。的確,三維打印即將為我們生活帶來衝擊,試想想如果我們能夠隨時隨地打印自己心儀的東西 — 手機配件;咖啡杯;小孩玩具;座檯燈etc…………。還有其他天文數字的日常用品,可能即將隨著三維打印的火熱,大家都不用在遊人如織的商場shopping了,在家打印不就行了嗎?打印一款與別不同的用品,大家都是設計師了。

Print架航拍機都唔係問題啦

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總括來說, 以下是三維列印眾多成型技術中其中的6個種類:

  • Stereolithography Apparatus /立體光固化成型技術

    Stereolithography Apparatus (“SLA”) 是當今上研討;技術;實戰最精闢、成熟、廣泛的其中一種三維打印技術。全球第一台SLA三維打印機是由3D Systems公司於1988年發布的 — 被命名為SLA-250。當然,到目前為止已有很多家用的SLA 打印機充斥市面了。SLA的中文名稱叫做立體光固化成型技術,但我們一般在閒談間都稱其為SLA,很少會將整個中文名稱掛在口邊的。SLA的原理是將紫外激光聚焦在液態化的光敏樹脂材料上,按照電腦程序的指揮下對材料進行掃描從而將其固化。當工件被全面固化後,還要把多餘的光敏樹脂清理乾淨,支撐結構清除掉,和把工件放到紫外燈下進行最後固化程序。SLA技術的優點就是成品精度極高,外表極其光滑和成型速度快。這種技術大多用在製造多種模具及模型上(例如:首飾及牙科模具等)。

SLA立體光固化成型技術的三維打印機

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  • Fused Deposition Modeling/熔融沈積成型技術

    Fused Deposition Modeling (“FDM”)打印技術是家用三維打印機最為常見到一種。世界上第一台FDM機器是由Scott Crump創立的Stratasys公司推出的 — 被命名為3D Modeler。FDM的中文名稱叫做熔融沈積成型技術,叫它做FDM就好了。FDM的原理是通過只有針孔大小的微噴頭將熔絲性的材料加熱並融化,按照電腦程序的指揮下將其逐層擠壓出來,材料通過一層一層的叠加及冷卻,最後成為成形的工件。最常見的材料有PLA及ABS等等。FDM技術的主要優點是成本低和簡單,無論maintanence 和running costs都不能和其他技術相比。這技術亦是較易入屋的三維打印方案,對於打印一些家庭用品絕對不是問題,結他也能打印出來!

FDM容積成型技術的三維打印機

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  • Three-Dimension Printing/三維粉末粘接技術

Three-Dimension Printing (“3DP”),又名三維粉末粘接技術,和上面介紹的兩種三維打印成形技術不一,3DP成形是採用粉末狀材料(和下面介紹的SLS技術相類),再利用噴嘴噴出來的粘合劑來對粉末進行粘接(SLS是利用激光燒結技術進行粘合),最終形成所需成品的其中一截面,再將以上步驟千篇一律的進行直至工件成形為止。可用的粉末狀材料包括金屬、陶瓷、塑料等。3DP技術常用於商業用途,工件成型非常快亦由於無需支撐結構,大大減少了finalise工件的時間,再加上其擁有色彩打印的能力,備受廣大商業客戶的青睞。

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  • Selective Laser Sintering / 選擇性激光燒結技術

    Selective Laser Sintering (“SLS”)或選擇性激光燒結技術如上述說明,所使用的是粉末狀材料,再利用激光束將其進行有選擇性的掃描照射把材料燒結粘合,接著川流不息地來回來去的鋪蓋粉末、依據電腦程序繼續掃描燒結至完成整個模型。SLS主要是成品強度好,精密度高和其金屬成品製作的能力,主要應用在一些高端以及工業製造的範疇。SLS和SLA其中一個值得一提的區別是在其成型過程,那就是利用SLS打印的模型是不需要有支撐點的。因為沒有被選擇性燒結的粉末已經對在成形的模型起了支撐的效果。相反,SLA成型技術所使用的是液態化的材料,倘若在模型上忽略了加入足夠的支撐點,模型的空腔和懸臂會在打印中倒塌。SLS工藝使用的材料與SLA相比相對豐富些,主要有石蠟、聚碳酸酯、金屬等等。

SLS選擇性激光燒結技術的三維打印機

SLS選擇性激光燒結技術的三維打印機

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  • Laminated Object Manufacturing / 分層實體成型技術

Laminated Object Manufacturing (“LOM”)或分層實體成型技術問世以來發展風馳電掣及實戰技術成熟,是其中一種已悠久發展的三維打印方案。LOM技術是運用激光,按照一系列的三維模型電腦數據,切割出物體的橫截面輪廓。每一層的製作打印都是由送料機把塗有熱熔膠薄材疊加在平台,再用激光切割出工件的內外輪廓。在切割一層後,送料機就會把新的材料再疊加上去。最後使用粘壓裝置將每一個切割層粘合在一起。

LOM採用的材料多會是紙材、PVC薄膜等材料,製作成本相當經濟,再加上成品精度高,亦無需建立支撐點結構,合適構建大型的工件。縱使LOM擁有這些優點,但長江後浪推前浪的情況下,鑑於日新月異的成型技術, LOM技術亦不排除會被逐漸淘汰。

  • PolyJet/聚合物噴射技術

    PolyJet技術是運用一系列陣列式的噴頭,依據從電腦軟件分析出來的切片資料進行打印操作,在打印工作時噴射打印頭沿XY 平面運動將液體光敏樹脂噴射到工作枱上,之後,滾輪會把噴射出來的樹脂表面處理平整,最後,UV紫外光燈對光敏聚合材料進行固化。伴隨著噴射打印以及固化程序的完成,打印機的工作枱便會根據電腦程序的指令下降至一個符合標準的層厚。而噴頭將會繼續工作,對噴射光敏聚合材料進行下一層的打印及固化技術處理工作。這些程序會進行不間斷的機械性重複,一直到整個打印作品完成為止。在實際的打印操作中,模型的懸臂結構是需要支撐來防止模型在門印過程中倒塌。在打印過程中所使用的支撐材料和模型材料是有所分別的,多數會使用兩種以上材質的光敏樹脂材料。

PolyJet聚合物噴射技術的三維打印機

PolyJet聚合物噴射技術的三維打印機

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來源:三維時代

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