熔融沉积成型是通过细细的喷嘴,自上而下挤出加热熔化的材料,一层层叠加成型品
切片的方式。其原理与地形的立体模型十分相似。就像是从水平面开始,逐层叠加薄层一
样。 如果是具备多个喷嘴的机型,通过在同一平面上挤出颜色、材质各异的树脂,逐层沉积,还可以一次性制作出五彩缤纷的成型品。
但是,对于像树枝一样向空中伸展的部分,因为下方的空间没有任何支撑,所以通
过熔融沉积成型无法实现。这就需要事先利用其他材料,制作用来支撑的底座。这种材料
叫做支撑材料,要在成型结束后清除。
从设计到教育以及个人爱好品
能够以低成本制作3D打印机也是熔融沉积成型的魅力所在。3D Systems Japan采用该
方式的“Cube”仅售16.8万日元。该公司个人&专业3D打印机事业部总监小林广美表示,
依靠这样的低价格,“不只是中小企业,3D打印机的用途还在向教育、爱好领域拓展”。
其活用的事例十分广泛,比方说:在教授数学和物理时,对公式等进行立体化;在大学的
机器人研究室,制作多种版本的部件,评价实际运转的效果;按照自己的喜好,自行制作
遥控器直升飞机的部件。
除此之外,3D打印机还有使用光固化树脂作为材料的光固化快速成型等若干方式,但
大多数方式只能对树脂进行成型。能够使用其他材料,拓展3D打印机可能性的方式,是“
粉末沉积成型(喷墨)方式”。
这种方式是在平面上均匀撒上一层薄薄的粉末材料,使用粘合剂、激光等方式,使需要的
部分硬化。硬化后再撒上粉末,继续硬化,不断重复这样的过程。在成型过程中,未硬化
的地方依然为粉末状态,因此,即使下层未经硬化,也可以对上层进行硬化。也就是说,
即便成型的是向空中伸展的树枝,也无需使用支撑材料。在完成所有工序后,成型品将从
粉块中现身。
3D Systems Japan“Projet x60系列”的某些机型具有特殊本领,可以完成全彩成型
。材料使用石膏。成形时,石膏粉以0.1毫米的厚度均匀铺开,从上方用喷嘴喷射粘合剂
后,粘合剂洒落的部分将会硬化。粘合剂中可以掺入墨水。
这与电脑使用的喷墨打印机原理基本相同。只是用石膏粉替代了纸张,在打印完一
层后,不是出纸,而是在上方叠加打印新层。适合成型全彩的人形等。因为材料为石膏,
所以还可以用来制作铸造用的模具。
德国EOS的产品同样使用粉末状材料,但无需粘合剂,是使用激光进行烧结的“激光
烧结方式”。也有企业称之为“激光粉末烧结”、“粉末烧结沉积成型”。EOS的
“EOSINT M”的特点是使用金属粉末作为材料,能够制作金属成型品。
EOS的代理商——恩梯梯数据工程师系统营业本部AM业务单元营业部东京部门的前田寿彦表示,使用这种打印机,“可以制作既不能切削、也不能铸造的部件”。无需支撑材
料,只要在最后清除没有硬化的粉末即可。比方说,利用传统加工方法无法成型的“内部
为立体网眼的球体”也可以制作。而且,因为是利用激光加热金属粉末,使之熔化并硬化
,所以强度与铸造基本相同。激光烧结的部分还可以接在其他加工方法制作的部件上。
丸红信息系统的青柳部长也暗示了其中的可能性。“工业产品在停产之后,还必须在
一定期间内,保留维修部件的库存。对于企业而言,相关的库存管理和供应体制的维持是
沉重的负担。如果把3D打印机作为基础,那么,即使没有库存,同样可以供应部件”。
3D打印机 http://www.gzet.ac.cn/
快速成型机 http://www.gzet.ac.cn/
桌面级3D打印机 http://www.gzet.ac.cn/index.php/Products/productslist/classid/013001