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    2024-10-12 11:38
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    01 亚克力面版 亚克力面板,是根据用户提供的图纸,使用亚克力原材料,通过印刷添加颜色、图案、文字、标识指示等信息,后期再进行钻孔、外形切割工艺制作得到的满足设计要求的面板。既可用于设备装饰外观,也能做透光遮光,防水防尘的用途。广泛应用于仪器仪 表零件(做面板和视窗),其特点是耐性好,不易破损,修复性强,透光率高,清晰美观,色彩鲜艳。同时,其符合环保要求,对人体无辐射等危害。 亚克力材料是硬的,不可弯曲。亚克力材料尽量不要直接接触酒精。 "亚克力"是一个音译词,英文是ACRYLIC。它是一种化学材料。化学名叫做"PMMA"属聚丙烯酸酯类,又称特殊处理的有机玻璃,是有机玻璃换代产品,具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性、 易染色、易加工、外观优美。透射率高达92%,重量仅为普通玻璃的1/2,抗碎裂性能为普通硅玻璃的12~18倍,机械强度和韧性大于普通玻璃10倍以上,具有突出的耐候性和耐老化性,有良好的 电绝缘性能,化学性能稳定。并不像传统玻璃那样,不用担心易碎的问题。 透明亚克力板 透明亚克力板为全透明,经过打印油墨后可获得不同颜色的,可透光或半透光或全遮光,透明或半透明或不透明等不同要求的产品。 黑色半透亚克力板 黑色半透亚克力 (茶色亚克力) 原 材料本身为半透明,透光率在15%左右,当不照光时,呈现黑色,照光时能透光。 适用领域 家用电器 音频设备 医疗设备 触控面板 面板分层图展示 02 薄膜面板 薄膜面板是根据用户提供的图纸,使用PVC、PC、PET等原材料,通过印刷添加颜色、图案、文字、标识指示等信息后期再进行钻孔、外形切割工艺制作的具有一定功能的操作 面板。既可用于设备装饰外观,也能做透光遮光,防水防尘的用途。常用于家用电器、通讯设备、仪器仪表、工业控制等领域。 薄膜面板材料 材料 优缺点 聚碳酸酯 (PC) PC料遇热稳定、环保;耐热性耐寒性、电绝缘性和耐大气老化性优良,抗弯、抗拉、抗压强度十分优越;但耐药品(有机溶剂)性较差,耐疲劳性较差,易产生应力开裂,易受空气氧化逐渐形成脱落层。在面板丝印行业应用较广泛。 聚酯(PET) PET耐药、酸、碱性良好,不溶于一般的有机溶剂,具有优良的绝缘性、耐热性,旦耐磨 损,特别具有抗折性和强韧性,尺寸稳定性高。可用于要求较高的仪器仪表和家电面板等各个领域。按键寿命远高于PC材料,是制作薄 膜开关面板和电路最理想的基材。PET材料是软的,可弯曲。 聚氯乙烯 (PVC) PVC在温下对酸、碱和盐类稳定,耐磨性 好,遇燃自熄,消声消震,电绝缘性好,热稳定性较差(-20~60°C)。薄膜开关已很少选用PVC,仅作面板标贴时偶尔采用。 适用领域 仪器仪表 家用设备 工业设备 面板分层图展示 03 面板定制支持工艺 1.可开通孔,切割和开孔精度范围±0.3mm,外形切割通常为负公差,开孔通常为正公差。 2.可做磨砂面,但窗口为光面,选择正面打印即可。如果选择磨砂的材料,窗口也为磨砂。 3.可做透明开窗,可做半透明。 4.可贴背胶,撕开即用,便于携带和拆装。 5.可做双面印。透明亚克力双面印适合做立牌,一面磨砂一面光面。黑色半透明亚克力的双面印是为了避免底面打印文字图案显示不清晰,所以文字图案打正面,底色或者遮光打在底面。 本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki,更多技术干货欢迎关注收藏Wiki: Cellular IoT Wiki 知识库(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf) (如有侵权,联系删除)
  • 2024-10-12 11:36
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    01 材料介绍 钣金、CNC、3D打印,是现阶段市面上针对设备外壳、结构件,最常见的三种加工方式。 各有各的优缺点,而钣金加工相对来说又因成型简单、效率高、成本低的特点,在样品、小批量、大批量生产上,都存在优势。 钣金加工常见的原材料以铁、铝、不锈钢等金属板材为主,主要加工工艺有激光下料、折弯、压铆、冲压、焊接、喷涂等几大工艺。 钣金原材料是标准板材,主要分以下三类:铁、铝、不锈钢。 02 价格区间 拿一张1200mm*2500mm*1mm 的标准板材来算的话: 铁板密度7.85g/cm3:重量为 23.6KG *7 = 165元; 铝板密度2.70g/cm3:重量为 8.10KG *35 = 283元; 201 密度7.93g/cm3:重量为 23.8KG *13 = 309元; 304 密度7.93g/cm3:重量为 23.8KG *30 = 714元。 由此可见在相同面积下,铁板最便宜,铝板其次,不锈钢最贵。 03 材料特性 都是最常见的基础材料,为了避免篇幅太长,大家需要的特殊材料特性可自行搜索,在这里只介绍点基础直接的。 1、生锈 铁板肯定生锈,201可能生锈,304不生锈,铝板不生锈。 铁板受潮肯定生锈,一般外观件都是通过比如喷塑、喷漆等表面处理工艺,来解决此类问题,但表面处理又增加了部分费用,价格可能不高,但是在大批量生产下就显得尤为重要了。 为了解决这个问题,还有一种铁板叫镀锌板,它是在原有板材的基础上,镀了层锌,还是差不多同样的价格,但解决了生锈的问题,不过镀锌层的磕碰划伤后同样还是会生锈。 为了降低成本一般镀锌板都用在设备内部做结构件用。当然也可以作为外观件使用。 2、可加工性 钣金的两大主要加工工艺:折弯、焊接。针对材料来讲,铁板、不锈钢的延展性和抗拉强度都比较稳定,折弯、焊接都可以。 这里着重介绍下铝这个材料,它有不同系列,常见的有5052、6061、7075。 7系铝,也叫航空铝,强度最大,硬度也高,但是硬度太高就不太适合折弯,一折就断。 6系铝,强度、硬度中规中距,但也不太适合折弯,同样有一折就断的风险。 5系铝,延展性和抗拉强度也都算稳定,适合折弯。 铝材的选择上,除了是否适合折弯外,区别还在于铝件常见的表面处理氧化工艺上,不同系列的铝材氧化后的颜色也会有些许的区别。 再者,相对于铁和不锈钢来说,铝材的热导率高,焊接相对于铁和不锈钢来说难度很大,一般的工厂都不一定具备铝件焊接能力,因此焊接成本较高,这也是影响生产成本的很大部分原因。 04 材料厚度 钣金的原材料是板材,标准长宽:1.25米*2.5米,除此之外的一个关键参数就是厚度,需注意的是标准板材和实际厚度是有出入的,下表就是标准的常见厚度规格和实际厚度表。 05 材料图片 正常冷板是这样的,但是很容易生锈。 镀锌板分为有花和无花镀锌板两种。下图为有花镀锌板。 无花镀锌 不锈钢201 不锈钢304,材料特性上,不锈钢201相对来说比304会硬很多,304韧性会更大些。 06 总结 1、铁板最便宜,但是容易生锈,一般搭配喷塑表面处理工艺,做内部结构件和外观件都可以。常用铁板主要分为冷轧板和镀锌板两种,区别在于是否具有镀锌层,价格差不多。 2、铝板材料费还好,可以做阳极氧化,能折弯的只有5系,6系、7系折弯会裂开(还有其他的1系就不介绍了),不易生锈适合做内部结构件,焊接成本较高,做异形件成本会高些。 3、不锈钢可不做表面喷塑处理,可做拉丝效果,可做结构件、异形件,唯一缺点就是价格偏高。 本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki,更多技术干货欢迎关注收藏Wiki: Cellular IoT Wiki 知识库(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf) (如有侵权,联系删除)
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    2024-9-29 11:26
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    01 材料介绍 钣金、CNC、3D打印,是现阶段市面上针对设备外壳、结构件,最常见的三种加工方式。 各有各的优缺点,而钣金加工相对来说又因成型简单、效率高、成本低的特点,在样品、小批量、大批量生产上,都存在优势。 钣金加工常见的原材料以铁、铝、不锈钢等金属板材为主,主要加工工艺有激光下料、折弯、压铆、冲压、焊接、喷涂等几大工艺。 钣金原材料是标准板材,主要分以下三类:铁、铝、不锈钢。 02 价格区间 拿一张1200mm*2500mm*1mm 的标准板材来算的话: 铁板密度7.85g/cm3:重量为 23.6KG *7 = 165元; 铝板密度2.70g/cm3:重量为 8.10KG *35 = 283元; 201 密度7.93g/cm3:重量为 23.8KG *13 = 309元; 304 密度7.93g/cm3:重量为 23.8KG *30 = 714元。 由此可见在相同面积下,铁板最便宜,铝板其次,不锈钢最贵。 03 材料特性 都是最常见的基础材料,为了避免篇幅太长,大家需要的特殊材料特性可自行搜索,在这里只介绍点基础直接的。 1、生锈 铁板肯定生锈,201可能生锈,304不生锈,铝板不生锈。 铁板受潮肯定生锈,一般外观件都是通过比如喷塑、喷漆等表面处理工艺,来解决此类问题,但表面处理又增加了部分费用,价格可能不高,但是在大批量生产下就显得尤为重要了。 为了解决这个问题,还有一种铁板叫镀锌板,它是在原有板材的基础上,镀了层锌,还是差不多同样的价格,但解决了生锈的问题,不过镀锌层的磕碰划伤后同样还是会生锈。 为了降低成本一般镀锌板都用在设备内部做结构件用。当然也可以作为外观件使用。 2、可加工性 钣金的两大主要加工工艺:折弯、焊接。针对材料来讲,铁板、不锈钢的延展性和抗拉强度都比较稳定,折弯、焊接都可以。 这里着重介绍下铝这个材料,它有不同系列,常见的有5052、6061、7075。 7系铝,也叫航空铝,强度最大,硬度也高,但是硬度太高就不太适合折弯,一折就断。 6系铝,强度、硬度中规中距,但也不太适合折弯,同样有一折就断的风险。 5系铝,延展性和抗拉强度也都算稳定,适合折弯。 铝材的选择上,除了是否适合折弯外,区别还在于铝件常见的表面处理氧化工艺上,不同系列的铝材氧化后的颜色也会有些许的区别。 再者,相对于铁和不锈钢来说,铝材的热导率高,焊接相对于铁和不锈钢来说难度很大,一般的工厂都不一定具备铝件焊接能力,因此焊接成本较高,这也是影响生产成本的很大部分原因。 04 材料厚度 钣金的原材料是板材,标准长宽:1.25米*2.5米,除此之外的一个关键参数就是厚度,需注意的是标准板材和实际厚度是有出入的,下表就是标准的常见厚度规格和实际厚度表。 05 材料图片 正常冷板是这样的,但是很容易生锈。 镀锌板分为有花和无花镀锌板两种。下图为有花镀锌板。 无花镀锌 不锈钢201 不锈钢304,材料特性上,不锈钢201相对来说比304会硬很多,304韧性会更大些。 06 总结 1、铁板最便宜,但是容易生锈,一般搭配喷塑表面处理工艺,做内部结构件和外观件都可以。常用铁板主要分为冷轧板和镀锌板两种,区别在于是否具有镀锌层,价格差不多。 2、铝板材料费还好,可以做阳极氧化,能折弯的只有5系,6系、7系折弯会裂开(还有其他的1系就不介绍了),不易生锈适合做内部结构件,焊接成本较高,做异形件成本会高些。 3、不锈钢可不做表面喷塑处理,可做拉丝效果,可做结构件、异形件,唯一缺点就是价格偏高。 (如有侵权,联系删除) 本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki,更多技术干货欢迎关注收藏Wiki: Cellular IoT Wiki 知识库(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf)
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    2024-9-29 11:22
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    01 3D打印材料介绍 3D打印技术是一种快速制造技术,它可以将数字模型转化为实体物体。3D打印材料是3D打印技术中不可或缺的一部分,它们直接影响到3D打印产品的质量和性能。3D打印材料作为新兴科技产业,近年来发展迅猛,成为国家重点推动发展产业。目前,3D打印材料的总量不止200余种,每隔一段时间就会有材料诞生,然而对于3D打印发展而言,这些材料远远不够。近年来就相继涌现了以塑料、光敏树脂、金属、LayWood、蜡材料等作为3D打印材料。下面介绍3D打印材料的种类和特点。 02 3D打印材料_SLA光敏树脂 1、8228-光敏树脂 8228光敏树脂材料一种具备精确和耐久特性的类ABS的立体光固化白色树脂,韧性好,耐温高,有ROHS认证,可应用于汽车,医疗,消费电子等工业领域的母模,概念模型,一般部件,功能性部件的制作。 材料类型: 光敏树脂(国产) 加工工艺: SLA立体光固化成型 颜色: 浅绿色 交期: 24H-48H(批量单需增加交期) 综合精度: 0.2MM或0.3%以内 推荐壁厚: 0.8MM 成型范围: 600 x600 x 400MM 负荷变形温度: 56.4℃ 随时间公差变化: 随时间公差变化:1-3天:120微米或0.06%,3-7天:150微米或0.07%;之后基本定型稳定。 优点: 表面光洁度好,工件制作时间快,韧性好,尺寸稳定性高,低收缩和优异的耐黄变性。耐温性好。适合做批量件。 缺点: 不适宜放置高温及强太阳光环境。 适用范围: 可应用于汽车,医疗,消费电子等工业领域的母模,概念模型,一般部件,功能性部件的制作。 2、CBY光敏树脂 CBY是一种具备精确和耐久特性的类 ABS 的立体光造型树脂。它被用于固态激光的光固化成型法。CBY可应用于鞋模,汽车,医疗,消费电子等工业领域的母模,概念模型,一般部件,功能性部件的制作。 材料类型: 光敏树脂(国产) 加工工艺: SLA立体光固化成型 颜色: 淡黄色 交期: 24H-48H(批量单需增加交期) 综合精度: 0.2MM或0.3%以内 推荐壁厚: 0.8MM 成型范围: 800x800x500MM 负荷变形温度: 72-80℃ 随时间公差变化: 1-3天:120微米或0.06%,3-7天:150微米或0.07%;之后基本定型稳定。 优点: 较好的耐温性能,兼具韧性 缺点: 固化材料较脆,不适宜放置高温及强太阳光环境。 适用范围: 适用于原型外壳验证,普通装配体。母模、概念模型。 3、透明树脂 8001透明光敏树脂材料是一种具备精确和耐久特性的类ABS的立体光固化树脂,韧性好,有ROHS认证,SGS报告,汽车、医疗、消费电子等工业领域对透明度要求很高的母模、概念模型、一般部件以及功能性部件的制作。 材料类型 :光敏树脂(国产) 加工工艺 :SLA立体光固化成型 颜色 :透明 交期 :5天(批量单需增加交期) 综合精度 :0.2MM或0.3%以内 推荐壁厚 :0.8MM及以上 成型范围 :600x600x400MM 负荷变形温度 :53℃ 随时间公差变化 :1-3天:120微米或0.06%,3-7天:150微米或0.07%;之后基本定型稳定。 优点 :高透明度,优异的强度和韧性,高精度和良好的尺寸稳定性 缺点 :固化材料较脆,不适宜放置高温及强太阳光环境。打印出的产品不能完全消除气泡,复杂结构内部并不能做到完全透明。打印效果不能完全满足光学实验的要求。 适用范围 :应用于汽车、医疗、消费电子等工业领域对透明度要求很高的母模、概念模型、一般部件以及功能性部件的制作。 03 3D打印材料_尼龙 1、PA12-HP工业尼龙 PA12是一种专为HP MJF技术设计的坚固的热塑性塑料,用于生产复杂坚固的功能性闻件,良好的水密性能无需任何后处理。 材料类型: HP工业尼龙 加工工艺: MJF多射流熔融成型工艺 颜色: 灰黑色 交期: 72H 综合精度: ±0.3MM或0.4%以内 推荐壁厚: 1MM 成型范围: 380 x 284 x 380MM 特点: 尼龙具有优良的韧性、自润滑性、耐磨性、耐化学性、及耐油性、易着色等优点 热变形温度: 175℃ 适用范围: 适合高强度装配件、承载件,复杂组件,外壳、防水应用。 2、1172Pro尼龙 高性能尼龙材料1172Pro具有优越的硬度和高耐温性,可应用于结构零件、功能外壳、复杂装配件、卡扣部件、文创类产品、无人机等场景。 材料类型: 高性能工业尼龙 加工工艺: SLS选择性激光烧结成型工艺 颜色: 白色 交期: 48H 综合精度: 100mm内工件精度:±0.3MM,100MM以上±0.4% 推荐壁厚: 1MM或以上 成型范围: 300X300X590MM 特点: 综合性能佳、颜色稳定、尺寸精确 热变形温度: 179℃ 适用范围: 结构零件、功能外壳、复杂装配件、卡扣部件、文创类产品、无人机 04 3D打印材料_金属 1、316L不锈钢 材料类型: 金属 加工工艺: SLM(选择性激光熔化) 颜色: 不锈钢本色 交期: 48-72H(批量单需增加交期) 综合精度: 0.2MM或0.3%以内 推荐壁厚: 2MM 最小细节壁厚: 1.5MM 成型范围: 250 x250x 300MM 优点: 易加工,耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀。 缺点: 表面粗糙度Ra3.2-6.3. 适用范围: 造型复杂,强度要求高的物品及功能结构件。 05 3D打印材料_工程塑料 1、ASA工程塑料 ASA是一种综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性强,电性能良好的高分子材料;表面可进行二次加工:镀铬,喷漆处理;有高抗冲、高耐热阻燃等特性。流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好;其物理性质和ABS非常相似,与ABS相比他有一个非常大的优点:就是对紫外线和风化作用有非常大的抵抗力,即使在恶劣或爆晒环境下还是可以保存原有的形状和颜色。所以ASA耗材进行3D打印,就非常适合打印户外用的模型。例如:汽车大灯内壳、路灯罩、汽车雨刷、风速仪等。 材料类型:ASA工程塑料 打印工艺:FDM塑料熔融沉积 颜色:白色、黑色 交期:96(批量单需增加交期) 综合精度:±0.3MM或0.4%以内 推荐壁厚:1.6MM或以上 成型范围:300X300X300mm 热变形温度:97.8℃ 优点:耐用,耐高温,韧性好,综合性能好。抗紫外线、抗风化作用。 缺点:表面有纹理 适用范围:适用于打印户外使用的模型。 2、ABS工程塑料 ABS是一种基于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的线材,专为FDM/FFF 3D打印而设计。它提供优越的打印质量,优异的机械强度和耐热性,适中的打印温度和抗翘曲性好。 材料类型: ABS工程塑料 加工工艺: FDM塑料熔融沉积 颜色: 白色、黑色 交期: 96H(批量单需增加交期) 综合精度: ±0.3MM或0.4%以内 推荐壁厚: 1.6MM以上 成型范围: 610 x 508 x 508mm 热变形温度: 98℃ 优点: 耐用,耐高温,韧性好,综合性能好。 缺点: 表面有纹理 适用范围: 适用于产品模型,汽车,家用电器等,可以做结构部件、生产部件使用。 (如有侵权,联系删除) 本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki,更多技术干货欢迎关注收藏Wiki: Cellular IoT Wiki 知识库(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf)
  • 2024-9-29 11:17
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    01 3D打印的技术原理 3D 打印作为目前工业制造领域的前沿技术,集合了多种技术,包括分层制造技术、机械工程、数控技术、CAD、激光技术、逆向工程技术、材料科学等,可以直接、快速、自动、精确地将设计电子模型转变为具有定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种低成本而高效的实现手段。3D打印技术的基本原理是断层扫描的逆过程。断层扫描是把某个东西“切”成无数叠加的片,3D 打印则是通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体技术,因此3D 打印制造技术又被称为“增材制造技术”。 3D打印技术虽然有好多种,但思路基本都是一样的,专业术语叫做 “分布式材料制造” 。 02 3D 打印的特点 相比于传统的打印技术与制造工艺,3D 打印的特点集中体现在以下几个方面: 首先,一次性完成打印,不需要反复的切割、磨削,简化了产品制作流程,缩短了生产周期。技术人员需要提前获取产品的三维坐标和结构特征,然后在计算机上利用特定的软件生成三维模型,最后由计算机控制3D 打印机,完成产品的打印和制造,真正实现了“所见即所得”。 其次,成本较低,尤其是在批量化生产方面,相比于传统的加工制造有更加显著的成本优势。从生产方式上来看,3D 打印技术只需要前期获取产品的三维坐标和设计出产品的三维模型即可,剩下的工作全部由设备自动完成,只需要1 个人即可完成,人工成本、时间成本较低。最后,产品的精密化程度更高,特别是在精密零件制造方面,利用3D 打印所得产品的精确度可以达到0.01mm 级别,并且支持32 位色彩的彩色打印。 03 3D 打印的关键技术 设备、材料与技术,是构成3D 打印的三个核心要素。 设备方面 ,主要包括3D 打印机、三维扫描仪、三维激光雕刻机、激光跟踪仪等; 材料方面 ,常用的材料有光敏树脂、塑料粉末、骨粉、聚乳酸等; 技术方面 ,包含了多种关键技术,例如3DP 技术、FDM 熔融层积成型技术、SLA激光光固化技术等。这些技术的操作方法、基本原理以及应用优势,均存在较大的差异,具体如下。 3.1 三维喷绘打印技术 三维喷绘(3DP)技术是现阶段最为常用的一种3D打印方式。所用设备为标准喷墨打印机,可以适配多种粉末打印材料,例如陶瓷粉末、塑料粉末以及骨粉等。预设程序、建立模型后,在计算机指令控制下,先铺一层粉末,然后移动喷嘴,通过喷嘴将粘合剂喷到制定的区域,使粉末状的材料粘结在一起。完成第一层打印后,可以得到产品的雏形,然后继续重复上述步骤,在多次铺粉、喷涂、粘结以后,最终得到所需的产品。如果需要打印彩色产品,可以选择相应颜色的粘结剂。 3.2 激光光固化技术 SLA 以光敏树脂为原料,这种液态材料在一定波长(x=325nm)和强度(w=30mw)的紫外光的照射下能迅速发生光聚合反应,分子量急剧增大,材料也就从液态转变成固态。液槽中会先盛满液态的光敏树脂,氦-镉激光器或氩离子激光器发射出的紫外激光束在计算机的操纵下按工件的分层截面数据在液态的光敏树脂表面进行逐行逐点扫描,这使扫描区域的树脂薄层产生聚合反应而固化从形成工件的一个薄层。一层固化完成后,工作台下移一个层厚的距离,然后在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,直至得到三维实体模型。 3.3 SLS 选取激光烧结技术 SLS 工艺中使用到的设备有激光器、扫描镜、平整辊等。技术流程为:首先在作业台上铺上一层合适厚度的粉末材料,优先选择光敏树脂、石蜡粉末、塑料粉末,一般不得使用陶瓷粉末、金属粉末。然后预设程序、读取模型,在计算机控制指令下,激光器会发出激光束,并通过扫描镜照射作业台上的粉末材料。由于激光具有极高的能量,会对粉末材料进行烧结,首先形成产品的外部轮廓,然后继续铺粉,由外向内的烧结粉末,经过多次铺粉、多次烧结后,最终形成所需的产品。相比于上述几种3D 打印方法,基于SLS 工艺的选区激光烧结技术工艺流程相对简便,而且产品制作的速度较快。但是这一技术也存在缺陷,例如对打印材料具有选择性,金属粉末、陶瓷粉末在烧结过程中需要消耗更多的能量,会导致成本上升,因此对于以金属、陶瓷为主要材料的产品,不宜选择这一技术。 3.4 DLP 激光成型技术 该技术与上文所述的SLA 立体平板印刷技术有一定的相似性,主要的区别在于DLP(数字光处理器)的运用。准备好液态光聚合物以后,在材料的正上方设置高精密度的数字光处理器,技术人员调校设备,将光束移动到(0.0)坐标处,在计算机指令的控制下完成照射,使液态材料逐渐固化。光固化的过程也是层层固化,但是固化速度更快,产品成型精度更高。另外,在产品的表面光滑度方面,也比其他的3D 打印技术具有优势。但是该技术也存在不足,例如对液态光聚合物的纯度要求极高,如果掺杂了杂质,将会对最终产品的性能造成负面影响。 3.5 LOM 分层实体制造技术 LOM 工艺采用薄片材料,如纸、塑料薄膜等。片材表面事先涂覆上一层热熔胶。加工时,热压辊热压片材,使之与下面已成形的工件粘接;用CO(2) 激光器在刚粘接的新层上切割出零件截面轮廓和工件外框,并在截面轮廓与外框之间多余的区域内切割出上下对齐的网格;激光切割完成后,工作台带动已成形的工件下降,与带状片材(料带)分离;供料机构转动收料轴和供料轴,带动料带移动,使新层移到加工区域;工作台上升到加工平面;热压辊热压,工件的层数增加一层,高度增加一个料厚;再在新层上切割截面轮廓。如此反复直至零件的所有截面粘接、切割完,得到分层制造的实体零件。 3.6 PCM 无模铸型制造技术 PCM 无模铸型制造技术是2013 年由清华大学研发的一种新型3D 打印技术。其操作流程是:首先在计算机中绘制零件的CAD 模型,然后将该模型的参数以STL 文件的形式保存。根据零件模型转化后得到铸型CAD 模型。自上而下的进行分层,利用扫描设备逐层扫描,完成扫描后得到了模型的三维坐标,然后开始从下往上的铺砂、粘结。铸型过程中使用到2 个喷嘴,其中一个喷射粘结剂,而另一个喷射催化剂。两种材料同时喷射,在接触后会发生胶联反应,形成一层比较坚固的材料层。完成第一层后,按照顺序进行第二层、第三层,直到得到最终的产品。 04 3D 打印技术的应用领域和限制条件 4.1 应用领域 从1986 年出现第一台商业3D 打印机至今,3D 打印技术虽然只有30 多年的发展历史,但是已经在建筑、医疗、航空等诸多领域得到了广泛应用。在建筑行业,将3D打印技术与BIM 技术相结合,在计算机内构建建筑的三维模型,然后将其打印出来。通过3D 立体建筑模型,在建筑展示、施工参考等方面提供了技术支持;在医疗行业,利用3D 打印技术制作仿真的人造骨骼,临床应用效果理想。另外,医生还可以利用3D 打印技术,制作病理模型,在仿真情境下进行手术预演,设计手术方案,提高了手术成功率。在航空航天领域,利用3D 打印可以制作出符合设计标准和使用要求的高精密零件,例如发动机的涡轮叶片、一体化燃油喷嘴等,对提高航天器的整体性能也有积极帮助。除此之外,像工业制造中注塑模具的制造,以及个性化消费品的制造等等,随着3D 打印技术的成熟与使用成本的降低,也相继得到了推广使用。 4.2 限制条件 3D 打印技术在推广使用过程中,既突显了强大的应用优势,同时也面临着较多的限制。从现阶段的技术条件来看,限制3D 打印发展与推广的因素主要包括以下几种:第一,材料方面。通过上文分析可知,当前3D 打印使用的材料主要是光敏树脂、陶瓷、石蜡等。在应用领域拓展的背景下,有限的几种材料显然无法满足在一些新兴领域的使用要求。例如无法使用金属、合金材料进行3D打印,对其应用产生了限制。另外,材料价格相对昂贵,在进行批量化打印时,高昂的成本也成为了限制因素。第二,器械方面。3D 打印技术要想实现全面商业化,必须降低设备价格。现阶段一台普通3D 打印机的价格大约在5000 元左右,如果对精度有较高要求,设备价格则从一万到几万不等。这对于普通用户来说仍然属于高消费,对3D 打印的全面普及产生了阻碍。 05 3D 打印技术的发展趋势 5.1 标准更加完善 3D 打印技术的发展前景广阔,在市场规模不断扩大的背景下,要想让3D 打印可以得到规范化、产业化发展,必须加强顶层设计、健全行业标准。由政府相关部门,或者是行业内的权威机构,尽快编制并出台统一的制度标准,包括材料生产标准、设备研发标准、技术评估标准等。有了完善的标准制度,为3D 打印技术发展提供强有力的保障。例如,近年来许多科研单位在纳米材料、高分子复合材料、功能梯度材料方面展开了深入探究。在实行统一标准后,对各类材料的参数、标准等予以规范,在选购3D 打印材料时,检查是否符合标准规范,从而杜绝劣质、“山寨”材料,保证打印产品的性能和质量。 5.2 智能化程度更高 目前3D 打印技术在应用时,对产品设计、参数处理等方面的专业性要求较高。除了增加工作人员的负担外,也带来了入门门槛高的问题。因此,随着AI 技术、大数据技术的发展,未来的3D 打印技术将会向智能化、简便化方向发展,为用户提供更加良好的使用体验。具体发展路径包括两方面:其一是硬件方面,即3D 打印设备。除了进一步降低设备价格外,还应当提供更多人性化的功能,例如可视化功能,向用于展示整个3D 打印流程,用户可以根据实时画面随时调节打印参数,有利于获得想要的打印产品;其二是软件方面,提供设计软件、打印控制软件等多种功能性软件,支持更多类型的打印需求。 5.3 配套材料的发展 打印设备与打印材料是3D 打印技术应用与发展的关键。研发适合3D 打印需求的多类型材料,也成为下一步该技术创新发展的重要内容。除了当前比较常用的光敏树脂材料、高分子粉末材料外,像石蜡粉末材料、覆膜砂粉材料、金属粉末材料,以及熔丝线材、木塑复合材料等,都有望在3D 打印中得到推广使用。除了提供更加丰富的配套材料外,在材料的性能方面、稳固性方面,以及特殊环境适应性方面,也会得到极大的改善,从而让3D打印产品可以在各个领域、各种环境发挥明显的应用优势。 (如有侵权,联系删除) 本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki,更多技术干货欢迎关注收藏Wiki: Cellular IoT Wiki 知识库 (https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf)
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