三维打印快速成型系统和SLA、SLS、FDM和LOM成型系统一样,都是基于离散/堆积制造思想的快速成型技术。三维打印快速成型技术采用的原材料包括陶瓷、金属、石膏、塑料的粉末等,而其技术关键是配置合乎要求的粘接剂和原材料粉末。三维打印快速成型技术制作石膏复合材料的制件工艺流程如下:
(1)利用三维CAD系统完成所需制件模型设计。所设计的模型是实心的或空心的,并具有最终尺寸和内部细节。
(2)设计完成后,将模型在计算机中用专门软件格式切成薄片并生成SLC文件格式。每层的厚度由设计者决定,在高精度的区域通常层厚比较薄。
(3)计算机将每一层矢量格式的分层图片转换为位图格式,并控制粘接剂喷射头移动的方向和速度。
(4)通过铺粉装置将粉末均匀铺撒在工作台台面上,并控制压平后粉末的厚度等于计算机模型中相应的层厚。
(5)计算机控制的喷射头对分层位图进行喷射粘接。喷有粘接剂的部位,石膏复合粉末粘接在一起,周围无粘接的粉末则起支撑粘接层的作用。
(6)第一层扫描完成后,计算机控制工作台下降一定高度,然后重复步骤4、5、6三步,逐渐将整个制件制作出来。
(7)取出原型或零件坏体,去除未粘接的粉末,并将这些粉末收回。
(8)最后对制件进行相应后处理。
三维打印快速成型技术的具体工作过程:工作时,铺粉机构在工作台上铺设一层粉末材料,喷头按照所需成型工件的截面轮廓信息,在水平面上沿X方向和Y方向运动,并有选择性的喷射粘接剂,粘接剂渗入部分粉材的微孔中并使其粘接,形成工件的截面轮廓。一层成型完成后,成型活塞带动工作台下降一层截面的高度,再进行下一层的铺粉与粘接,如此循环,直到完成最后一层的铺粉与粘接,形成三维制件。在本三维打印快速成型机中,未粘接的粉材自然构成支撑,因此,不必另外设置支撑结构,成型完成后也可免除剥离支撑结构的麻烦。此外,喷头还可喷射多种颜色的粘接剂,以便成型彩色工件。
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