3D打印机已经白菜价了,你还不懂怎么选?

来源:设酷网     作者:日期:2020-08-28     浏览:68    评论:0    
  
核心提示:虽然3D打印在很多人眼中已不是一个很新鲜的名词了,但如果不是从事相关领域的工作,大部分人估计对它都还停留在一个很高冷的印象上。但其实在珠宝首饰行业,3D打印机的应用已经非常的普及,甚至已经成为了工作室的标配设备之一。那今天我们就简单普及下3D打印,和它的几

虽然3D打印在很多人眼中已不是一个很新鲜的名词了,但如果不是从事相关领域的工作,大部分人估计对它都还停留在一个很高冷的印象上。但其实在珠宝首饰行业,3D打印机的应用已经非常的普及,甚至已经成为了工作室的标配设备之一。那今天我们就简单普及下3D打印,和它的几个主要技术吧。

 

首先,为什么使用3D打印?


那为什么3D打印技术会在珠宝行业如此普及呢?这就要先提一下传统的珠宝首饰制作工艺。举个例子,如果我们设计了一款戒指,现在想要制作出来。一般的流程是使用可铸造的材料(蜡)根据设计制作一个模具,然后使用这个模具去铸造成贵金属成品。在3D打印机出现之前,制作模具的过程是需要手工完成的,它不仅要求制作者有精湛的雕蜡技艺,而且费时。而使用3D打印机仅需要将STL格式的设计文件导出,就可以短时间内自动打印出模具。如果使用可铸造材料打印,打印出来的模具直接就可以用于铸造了。这既节省了大量时间和人力,也降低了对珠宝制作者的工艺要求和技术门槛。


3D打印机可实现快速批量打印

 

珠宝行业算是3D打印技术应用的先锋阵地,目前国际上主流的几家3D打印技术公司都有专门适用于珠宝行业的机型,甚至根据需求的不同,提供了配置高低不等的不同型号。如果仅是满足小型工作室的日常使用,市场价格也早已不是天价数字,成为了可负担的配置。比如国内一线品牌的珠宝专业非工业桌面机型,官方售价大约几万元左右。此外还有简化配置的基础版,售价就非常亲民了。

 

什么是3D打印?


那我们来用最简单的话描述一下3D打印技术。3D打印技术是建造三维结构实体的制造技术。它是一种增材制造技术。什么叫增材?就是通过将材料一层层的累加,使不断添加的材料最终完成成品的技术。这个概念是与一些传统技术相对的,打个比方,创造雕塑的传统过程,是通过从整块材料上不断进行削减而最终完成成品的,这就不是增材制造技术。3D打印机的工作需要适配的软件来指挥,常见的用于3D建模的文件一般是STL格式的。按照文件中设计师所涉及的模型,3D打印机通过不同的技术,使打印材料层层累积起来。因为材料层非常薄并快速固化,最终就形成了三维实体。

 

目前商业应用以及早期开发阶段出现了很多种3D打印技术。不同的技术需要的打印材料也有所不同。以下将这些技术大致分为三类:

 

挤出成型 (FDM, FFF)

树脂打印 (SLA ,DLP) 

粉末打印 (SLS, SLM,DMLS…)


各位从事珠宝领域工作的小伙伴应该看到属于树脂打印技术的SLA and DLP这两个词的频率最高。

听起来一头雾水?继续往下看聪慧的你们会发现其实并没有很难理解。

 

FDM(工艺熔融趁机制造)和 FFF (熔丝制造)

 

挤出成型制造工艺包括FDM(工艺熔融趁机制造)和 FFF (熔丝制造),顾名思义,这种技术就是将打印材料从喷头一点点挤出来的。通常使用塑料热熔性线材(PLA或ABS)作为打印材料。线材长这个样子:



它的工作原理就是将打印材料加热,因为是热熔性材料所以加热后即在喷头处融化,然后从喷头挤出来。打印时喷头水平移动,下面有一个用来做基础的托盘。当融化的材料从喷头挤压形成一层之后,托盘垂直轻微下移,喷头继续在前一层之上再喷新一层材料。这些堆积层快速固化,就结合在一起,最终形成三维实体。

这类技术最常应用于桌面3D打印机,操作简单容易使用,但打印精度不高,表面有明显纹理,珠宝行业3D打印机型基本不使用这种技术。

 


树脂3D打印技术:

SLA(立体光固化)和DLP(数字光处理)


这一类打印技术就是使用树脂材料进行打印,是基于光固化原理的。什么叫光固化?简单来说就是使用一种特殊的光敏树脂,它在暴露在特殊光束中时会硬化。这类打印机会有一个光源,通过光源的光束照射光敏树脂,被照射到的光敏树脂就会固化,最后层层累积形成三维实体。液态的光敏树脂是这样的:

 


具体工作是这样的,机器下方会有一个材料槽(上图),装有液态的光敏树脂材料,做基础的托盘浸入材料槽中。光源发出的光束将液态光敏树脂进行点对点(SLA)或整层(DLP)固化。当一层完成后,托盘轻微垂直上移后(如果光源在下),重复操作以形成新的一层。最终各层接合在一起在托盘上形成三维实体。

 

SLA和DLP技术适合于要求高精度和光滑表面的打印。有些材料可被直接用于铸造。所以这一技术被广泛使用于珠宝和牙科行业。


 

粉末床熔融技术:

SLS(选择性激光烧结), SLM(选择性激光熔融)和 EBM(电子束熔融)


粉末3D打印机使用粉末(例如塑料、陶瓷、金属粉末等)。主要的技术包括SLS(选择性激光烧结)和SLM(选择性激光熔融)。这一些列打印机主要用于多种工业应用中的金属等材料的打印,设备复杂,要求较高的操作技术。这里我们就不细说了,简单讲一下作为代表的SLS(选择性激光烧结)技术。SLS技术即运用激光束将粉末状材料烧结,通过激光束的能量将打印粉末材料(塑料、陶瓷、金属等)结合在一起而形成实体结构。SLS技术打印机中有一个类似沙盒的打印托盘,激光在软件的监控下根据3D建模来逐层将粉末结合在一起,实现最终实体。当一层打印完成后,打印托盘垂直下移,以使新形成的层累积在前一层之上


看完以上这些,有没有感到3D打印技术其实没有那么高冷?不同的技术中所运用的原理不同,所使用的打印材料也就不相同。根据对最终成品质量要求,用途,以及打印机操作技术要求和成本的考量,各个行业有各自最适用的技术。对于珠宝行业来讲,属于树脂3D打印技术的SLA(立体光固化)和DLP(数字光处理)技术是最为适用的。现在市面上还有一种叫做LCD的技术,原理也比较相似。我知道你们想问了,那么关于SLA、DLP、LCD这三个同类技术之间有什么区别呢?这就需要到之后的文章中继续啦。

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