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创新创业教育子库 《创新创业教育子库》 知识页 2.4.1-5 3DP技术简介 PAGE PAGE 4 2.4.1-5 3DP技术简介 【学习目标】 能够根据产品要求选择CJP设备能够辨识SLM设备结构掌握SLA成型原理 能够辨别3DP设备结构 了解3DP工作原理 了解3DP成型材料特性 了解MJF技术工作原理 【教内学容】 1.3DP技术的成型原理 3DP技术成型原理为通过逐层铺垫石膏粉末后，使用彩色胶水对石膏粉末进行固化，并呈现出不同的色彩，进而实现全彩色打印的一种技术，如图2.4.1-5-1所示。 图2.4.1-5-1 SLA工作原理图 2.3DP技术应用领域 由于3DP具有打印速度快、色彩丰富等优点，可以用于在工业设计创意模型、原理样机的制造，建筑、工程和施工中建筑模型的制造，也可以用于地球空间分析、教育、医疗等领域。 （1）创意模型 图2.4.1-5-2 创意模型应用 （2）原理样机 图2.4.1-5-3 原理样机应用 （3）建筑模型 图2.4.1-5-4 建筑模型应用 3.3DP技术成型材料 （1）材料种类 1.原型制件应用材料：例如尼龙粉末，ABS粉末，石膏粉末； 2.模具应用材料：例如各种金属粉末，陶瓷粉末，以及用于砂模铸造的各种砂粉，高性能尼龙等； 3.快速制造应用材料：例如具有特殊性能的贵金属粉末，轻质金属粉末，高强度金属粉末，橡胶粉末，结构陶瓷粉末，功能陶瓷粉末等 4.医学应用领域材料：主要可以成形有各类药片的压片用原粉，干细胞溶液，以及一些特殊功能并具有生物兼容性的结构材料粉末 5.微纳制造应用材料：各类半导体制造中使用到的常规材料，包括金，铂，铜以及一些绝缘材料等 图2.4.1-5-5 粉末材料 （2）材料缺点 虽然目前3DP技术可使用的材料种类十分丰富，在众多增材制造技术处于领先地位，但仍有不尽如人意之处。材料领域仍然是很长一段时间内的研究重点。 首先，由于研究历史远远短于传统加工技术，当前研究人员的研究重点仍处于实现阶段，即使用3DP技术实现对某种材料的加工，而对于材料成形过程中的发生的变化、详细的成形过程等微观原理研究较少。这些基础研究是指导改进工艺技术，提高制造效果所必不可少的，也必然会成为将来研究人员所关注的重点。 其次，目前，利用3DP技术成形的制件，初始机械性能并不令人十分满意，还需要后处理工艺才能获得满足要求的最终制件。某些后处理工艺十分复杂，耗时极长，有违与增材制造技术灵活快速的初衷。如果在成形过程中提高初始件的性能也一直是研究人员研究的核心问题。 4.3DP技术浸渗剂 3DP成型技术中，浸渗剂从喷头喷出，落在粉末材料表面使粉末材料粘合，所以浸渗剂需具备与粉末附着后快速粘合、较强的结合力、后处理过程中不被去除的特点，染色后，颜色不易掉色。一般浸渗剂储存的容器我们称之为墨盒，与2D打印机中的墨盒相似，打印时墨盒中的浸渗剂通过输料管流动至喷头内，再从喷头喷出。 浸渗剂 ColorBond? StrengthMax? Salt Water Cure? 构成 VisiJet?PXL? VisiJet?PXL? VisiJet?PXL? 拉伸强度(MPa) 14.2 26.4 2.38 断裂伸长率(%) 0.23 0.21 0.04 弹性模量(MPa) 9450 12560 12855 挠曲强度(MPa) 31.1 44.1 13.1 拉伸模量(MPa) 7,163 10,680 6,355 说明 即时固化浸渗剂,适用于彩色模型,可改善强度色泽及色泽稳定性。 二元浸渗剂,适用于功能模型,可显著改善模型的强度。 环保,无害型浸渗剂。适用于单色模型和彩色草稿模型。可通过浸渍或喷雾增强表面硬度和模量。 表2.4.1-5-1 浸渗剂材料说明 5.设备外部结构 该设备外观如图2.4.1-5-6所示。 图2.4.1-5-6 ProJet 660Pro设备外部结构 6.工作室结构 该设备工作室如图2.4.1-5-7所示。 图2.4.1-5-7 ProJet 660Pro工作室结构 7.贮藏室结构 该设备贮藏室如图2.4.1-5-8所示。 图2.4.1-5-8 ProJet 660Pro贮藏室结构 8.后处理单元内部结构 该设备后处理单元内部如图2.4.1-5-9所示。 图2.4.1-5-9 ProJet 660Pro后处理单元内部结构 9.后处理单元贮藏室结构 该设备后处理单元贮藏室如图2.4.1-5-10所示。 图2.4.1-5-10 ProJet 660Pro后处理单元贮藏室结构 10.后面接口结构 该设备后面接口如图2.4.1-5-11所示。 图2.4.1-5-11 ProJet 660Pro后面接口结构 11.喷头组件结构 该设备喷头组件如图2.4.1-5-12所示。 图2.4.1