3D打印机

概述

3D打印机(3D Printers)简称(3DP)是一位名为恩里科·迪尼(Enrico Dini)的发明家设计的一种神奇的打印机,不仅可以“打印”一幢完整的建筑,甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品的形状。但是3D打印出来的是物体的模型,不能打印出物体的功能。

2016年2月3日讯,中国科学院福建物质结构研究所3D打印工程技术研发中心林文雄课题组在国内首次突破了可连续打印的三维物体快速成型关键技术,并开发出了一款超级快速的连续打印的数字投影(DLP) 3D打印机。该3D打印机的速度达到了创记录的600 mm/s,可以在短短6分钟内,从树脂槽中“拉”出一个高度为60 mm的三维物体,而同样物体采用传统的立体光固化成型工艺(SLA)来打印则需要约10个小时,速度提高了足足有100倍!3D打印实现太空工业化。

工作原理

3D打印机又称三维打印机(3DP),是一种累积制造技术,即快速成形技术的一种机器,它是一种数字模型文件为基础,运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中,机器会按照程序把产品一层层造出来。

3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料,堆叠薄层的形式有多种多样,可用于打印的介质种类多样,从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质,令打印出来的物体一头坚硬而另 一头柔软。

1、有些3D打印机使用“喷墨”的方式。即使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质 喷涂在铸模托盘上,此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离,以供下一层堆叠上来。

2、还有的使用一种叫做“熔积成型”的技术,整个流程是在喷头内熔化塑料,然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。

3、还有一些系统使用一种叫做“激光烧结”的技术,以粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层,熔铸成指定形状,然后由喷出的液态粘合剂进行固化。

4、有的则是利用真空中的电子流熔化粉末微粒,当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时,介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸,最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。

应用

3D打印技术可用于珠宝,鞋类,工业设计,建筑,工程和施工(AEC),汽车,航空航天,牙科和医疗产业,教育,地理信息系统,土木工程,和许多其他领域。常常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型或者用于一些产品的直接制造,意味着这项技术正在普及。通过3D打印机也可以打印出食物,是3D打印机未来的发展方向。

选型指南

1、3D打印机购买时应注意:

1、首先是检查3d打印机的安全性,安全性是设备的第一重要指标,由于现在很多制作3D打印机的企业所制作的3D打印机都是纯手工制品,再加上技术落后,需要底板大面积的高温加热,大功率的高温易造成皮带松动打印失准和线路老化等安全隐患。3D打印机是一个要保持长时间稳定工作的精密设备,稳定性是这种设备的基本要求,满负荷不间断工作打印50小时,机器各部位零件工作正常,不松动,不晃动,精度不变为合格。

2、再次是检查3d打印机的功率与3d打印机的可打印耗材,功率的大小直接关系到设备的使用寿命和稳定性,检查3d打印机的可打印耗材,3d打印机的打印耗材是否丰富,技术是否成熟,像一些3d打印机,本身可以使用很多种的材质有:如:ABS\PLA\PC\软料聚酯\巧克力\蜡材\水溶材料等。消费者在购买3d打印机时,一定要慎重选择,选择一款3d打印耗材广泛性使用的3d打印机。

3、最后是3D打印机选择的基本质量验证方法,机箱在工作过程中要保持密闭状态,在提机器前一定要让机器在密闭状态下连续工作50小时以上进行老化,打印过程中机箱外表与室温基本相同,无异味飘出,打印工件精细理想后再检查松动老化现象,没有问题就可以提机器了。

维护保养

1、3D打印机的维护保养

1、打印工作结束后,尽量排空喷头和挤出机内的残余打印材料,避免下次打印会堵塞喷头!这也是对3D打印机的基本保养;

注意:由于PLA温度控制要求非常高,2013年5月15日前购买机器的客户不建议使用PLA耗材,容易堵塞喷头。

2、导轨可以半年加一次机油,防锈润滑;

3、工作环境建议温度:5℃-30℃,打印过程中请勿用风扇对着机身吹风;

4、工作环境建议湿度:相对湿度最高不宜超过80%,否则会由于结露使打印机内的元件受潮变质,甚至会发生短路而损坏机器。室内相对湿度也不能低于20%,否则会由于过分干燥而产生静电干扰,引起打印机错误动作。

注意事项

1、3D打印机使用注意事项

一、换丝

当一卷丝用完了时,一定要先把原来的丝退出来再进新的丝。不然很容易造成打印机喷嘴堵塞。

二、设定Z轴间距:

如果您的打印床是水平的,那么您还得正确设置Z轴间距,也即是打印头和打印床之间的距离。如果间隙过小或为零,熔融塑料就无法从喷嘴中挤出来。如果过高则塑料可能无法粘到打印床上。

三、打印床校准找平:

打印床校准找平这个是最重要的,也放在第一个来说,打印床定义要尽可能的水平,即使是轻微的倾斜都会导致你的3D打印机喷嘴和打印床之间的距离发生变化。这意味着在某些地方喷嘴由于离打印床太远造成粘结不牢,而在另外一些地方喷嘴离床太近造成打印头堵塞。

四、注意打印第一层时的情况:

任何3D打印最重要的部分都是第一层。它必须成功地粘到打印床上,否则3D打印机在打印的过程中你将有很多麻烦。因此,最好的做法是仔细观察前几层的打印状况,看它们是否成功沉积粘结到打印床上,如果成功,则在打印的剩余时间也可能会正常工作。如果不是,就要取消打印,然后再试一次,这样可以节省时间和节省大量的3D打印耗材。

五、尽量打印小的物品:

抵制打印巨大物体的冲动。打印的东西越大,越有可能出问题。较小的打印量所耗费的时间要少得多。当您有经验,对失望的结果有承受力时,再去尝试更大尺寸3d模型的打印。

六、注意维护你的3D打印机:

3D打印机是一个复杂的机械装置。它的运动部件需要经常维护。可能需要定期清洗、润滑运动部件。此外,还要确保保持机器的清洁,否则很容易污染的进丝系统和使挤出机粘结。调好机器后尽量不去移动它。

故障排除

1、1、翘边

首先调节平台下旋钮使平台降至最低 然后打印机选择设置中的平台校准;

然后在每次喷头下降到校准点时 调节对应平台角的旋钮使平台刚好与喷头接触;

照此方法将四个平台角校准一遍 然后进行第二次校准 这次不需要降低平台 只需要对喷头和平台间的距离进行微调使之完美贴合(如果刚刚好就不要调节) 然后确认 机器重启 大功告成;

2、2、喷头堵塞

通过操作软件把喷头关闭,再移开喷头离开打印中的模型;

把原料从喷头上扒开,防止进一步堵塞;

把喷嘴残留的塑料清走;

开启喷头工作,等喷头里面的塑料融化后会自动喷出;

从新把塑料耗材插上喷头;

3D打印机搁置时

(1)平台清理

找一块不掉毛的绒布,在上面加上一点点外用酒精或者一些丙酮指甲油清洗剂,轻轻的擦拭,就可将平台清理干净了。

(2)喷嘴内残料清理

先预热喷头到220℃左右,然后用镊子慢慢将里面的废丝拔出来,或者拆下喷嘴进行彻底清理。

(3)其他清理

将3D打印机机箱下面的垃圾收拾干净,给缺油的部件做好润滑,用干净的布将电机、丝杆等组件上面的油污擦拭干净。

做好以上几点清理后,将机器遮盖好后便可长期存放。设备日常使用过程中,养成良好的保养习惯可延长它的使用时间。

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