【3D打印机原理】(三)材料选择

时间: 2023-10-06 00:14:21 |   作者: 米6app下载

产品概述

  3D打印使用的材料主要是光硬化型树脂,或高温可以熔化的热可塑性树脂(或蜡)。现在,市场上有着各个生产商供应的强度、韧性、透明性、颜色各不相同的种类丰富的材料。

  其中,Objet的产品能制作出由特性不同的材料混合而成的立体模型。该产品配备了多个喷头,每个喷头可以喷射不同的树脂(图4)。这样一来,就能为衬垫部分采用橡胶状材料,为要求强度较高的结构部分采用硬质材料。而且,还能在使用透明材料的部件中,配置使用有色材料的部件,在需要观察内部的场合发挥作用。还可以通过混合多种材料为模型赋予新特性。Objet将其称之为“数字材料”。

  而ZPrinter是一款只使用一种材质、但可以自由改变颜色的3D打印机。像彩色打印机一样,通过使用多种颜色的有色粘结剂,最多可以表现数十万种颜色。制成立体模型后,表面无需着色,而且复杂的部分也可以准确着色。除此之外,该装置还能够在立体模型的表面印制标注等。

  就材料的颜色而言,Stratasys的产品也可使用具有相同物理性质的多种颜色的材料。高级机型除了ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂)类材料之外,还可以使用聚碳酸酯(PC)、聚亚苯基砜(PPSF)等高强度、高耐热性树脂。

  Objet的高端机型能够使混杂了特性不同的多种材料的立体模型一体成型。除了为立体模型的不同部位采用不同种类的树脂之外,还可以在相同位置喷射不同特性的树脂使其混合,制造具有新特性的模型。

  选择3D打印机时,要针对设想的用途,从最大造型尺寸、可以实现的精度(最小积层厚度和分辨率)、可以使用的材料(特性)等方面考虑。

  Stratasys的FORTUS系列除了ABS树脂以外,还可以使用高强度、高耐热性的PC树脂及PPSF树脂。使用这些树脂能制作出注射成型、冲压成型模具的试制品。

  例如,需要用肉眼观测管道中的液体流动时,最好选用透明材料。如果是制作用于试验的试制品,那就要注重强度和韧性等特性。除了最大造型尺寸之外,其他两方面仅从产品目录上的规格很难拍板,因此,最好委托企业或服务商(造型代工商)等制作有代表性形状的立体模型,对效果进行确认。要想实现高精度,就必须拥有“沿哪个方向设置截面效果更好”等技术经验,而且,对于去除支撑材料要消耗的工夫等很多方面,只有实际用过才清楚。

  不过,虽说必须要明确使用目的,但过多约束3D打印机的用途也并非上策。最近,使用3D打印机制作的立体模型作为夹具、模具试制品的例子也慢慢变得多(图5)。通过一定的调查设计、制造等各部门对于3D打印机有哪些需求,或许还能发现出乎意料的应用方法,扩大3D打印机的应用限制范围。(日经技术在线! 供稿)