3D打印机制作鱼骨 一小时搞定
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为了解开3D打印的神秘面纱,记者来到横沥镇3D打印技术服务平台。陈列架上摆满塑料手机壳、花瓶、螺丝、雪糕筒等样品,皆为3D打印成品。
令记者意外的是,中心的3D打印机都为桌面式,体积约微波炉大小,并非想象中的“壮观设备”。
该中心的指导老师陈盛贵介绍到,目前主流的3D打印工艺分为四种:SLA(激光树脂光固化)、SLS(选择性激光粉末烧结)、FDM(熔融成型)、3DP(三维打印)。该中心的3D打印机皆属于FDM工艺,陈老师现场演示了如何使用3D打印机。
第1步:设计模型及导入软件
无论采用哪种技术原理的3D打印机,第一步都是先在电脑里完成3D建模。
陈老师介绍,通常有两种途径,一是用3D扫描仪设备将打印物在电脑里建模,二是通过Solidworks等三维软件设计模型。
随后将电脑里3D模型的数据传输至打印机。
陈老师选择了电脑里原存有的一个鱼骨头模型进行打印。
第2步:设置物品参数
正式打印前,要在电脑上先设置物品每层的厚度和精度,以及打印机温度3个主要参数。
陈老师介绍到,3D打印是一个逐层添加材料的过程。一个物品由N层叠加而成,机器可以设置每层的厚度,约0.1-0.3毫米。原料是从机器后面的丝状捆形材料输入,然后从前端的喷头输出。
输出的过程中,要将材料熔解。所以要先将机器的温度设置到材料的熔点。
最后,就是设置物品的精度,也就是物品表面的粗糙度。
第3步:打印成型产品
全部准备就绪后,就到静观打印的时刻了!绿色的丝状塑料带缓缓从喷头口挤出,随即闻到一股烧焦的塑料味,这是ABS塑料材料熔化所引起的。
打印过程就像缝纫机绣花一样,喷头和金属板不断移动位置,以控制塑料丝落下的位置。
喷头先在金属板上打印一个网状的底座。然后,根据鱼骨头模型的横切面形状依次打印,再一层层叠加。熔化的塑料落下后冷凝的过程,促使上下层间黏合在一起。
“别看这个模型的体积小,但打印起来要将近1个小时。”陈老师说,用传统方法制作一个这样的模具,估计需要好几天,使用3D打印技术后工序少了,成本也降低不少。
第4步:成品加工
“打印成品的精细度与设置参数的厚度有关,层高越薄越精细,但很大程度还是由机器决定的。”陈老师说,喷头直径越小,成品精细度越高,但也随之很容易造成堵塞。
贵的3D打印机高达几百万元,便宜的仅几千元。陈老师表示,如果我们对机器打印的产品不满意时,可通过用砂纸打磨、抛光,刷油漆等方式,进行最后一步处理,从而使得模型更加美观。
“打印物体体积设置得太小,容易失败”
发挥创意才智,设计出的物品就能打印成真,这必然是一件美事。但目前技术上的缺陷仍很明显。
演示过程中,打印失败了一次。陈老师解释,是由于把物体体积设置得太小,容易失败。但体积打印太大也不行,因为这台FDM熔融成型打印机,层间黏合靠的是熔化的材质冷凝在一起,如果体积太大,上一层材质已凝固,打印物就很容易开裂。
此外,目前桌面式的打印机能加工的材料非常有限。
据武小刚介绍,目前的3D打印服务只是给客户提供开模前的一个辅助样品,并不能代替模具。该公司所研制的3D打印机只能用白色、透明和半透明的材料,这种材料的价格达到2000元每公斤,较为昂贵。
媒体上报道3D打印机可打印汽车金属配件并非假新闻。但据周梓荣介绍,目前,世界上只有英国和德国可以生产这种高端的金属类打印机,进口要400万元至600万元,成本非常高,对于中小微企业来说,难以承受。
抛开打印机本身的技术限制,三维软件运用的便利性也是3D打印机普及化的一大阻力。“如果使用三维软件能像word那样简单便利,3D打印机才有可能普及化,”陈老师表示,相关企业、高校除了打印机本身的技术研发上外,也同样关注着便利三维软件的开发。
而在此之前,神奇的3D打印机依旧“看上去很美,却很远。
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