3D打印机原理是什么?

  3D打印机又叫做三维打印机,是一种累积制造的技术,也就是一种快速成形的技术的机器,它是一种以数字的模型文件为基础,运用特殊的蜡材、粉末状的金属或者是塑料等等可粘合材料,通过打印一层层的粘合材料来制造出三维物体。现阶段,三维打印机主要是被用来制造产品。

  3D打印机的原理是把数据和原材料放进3D打印机里面,机器会按照一定的程序把产品一层层的打造出来。3D打印机堆叠薄层的形式有多种多样,它们和传统的打印机最大的区别在于它使用的墨水是实实在在的原材料产品,堆叠薄层可以用于打印,打印的介质种类也是多种多样的,从塑料到金属、陶瓷,再到橡胶类物质。有些打印机还能结合不同的介质,让打印出来的物体一头坚硬,另一头柔软。

  有些3D打印机使用喷墨的方式,也就是使用打印机喷头把一层极薄的液态塑料物质喷在铸模托盘的上面,然后把它们放置在紫外线下面进行处理。之后,铸模托盘下降一定的距离,供下一层堆叠上来。还有一种是使用一种叫做熔积成型的技术,这个整个流程是在喷头里面熔化塑料,然后再通过沉积塑料纤维的方式形成了一层薄层。当然,还有一些系统是使用一种激光烧结的技术,用粉末微粒作为打印的介质。粉末微粒被喷在铸模托盘的上面,形成一层极薄的粉末状层,熔铸成指定的形状,然后再由喷出的液态粘合剂进行固化。另外,有的则是利用真空中的电子流来熔化粉末的微粒,这部分的粉末不会被熔铸,只需要用水或者是气流冲洗掉支撑物,便可以形成孔隙了。

  (1)3D打印无需机械加工,可以直接从计算机的图形数据中生成任何物体形状,极大地所缩短了产品的生产周期,提高产品的生产率。

  (2)3D打印使人们可以在一些电子产品商店购买到这类打印机。虽然现在三维打印机的使用范围还很有限,不过在未来,人们一定可以通过3D打印机打印出更加实用的物品。

  (3)3D打印技术对太空探索的任务来说至关重要,国际空间站三成以上的备用部件都可以由3D打印机进行制造出来。3D打印零部件和工具增强了太空任务的可靠性、安全性,同时,不必从地球运输,可以降低太空任务的成本。

  3D打印机可以成功地打印出航空发动机的重要零部件。和传统的制造相比较,这一技术可以使零件成本缩减到30%,制造周期缩短到40%。

  RickardDahlstrand使用Lulzbot3D打印机创造出了独特的艺术交过。Lulzbot3D打印机可以打印出可视化的音乐,它们可以进行控制,以不同的速度进行运行,以声音的音调决定速度,因此,音乐可以控制打印的过程。

  通过对化石进行3D扫描,利用3D打印技术做出合适的3D模型,这种效果不但保留了原化石的所有外在特征,同时,还做了相应的比例缩减,更加地适合研究。博物馆里常常会用到很多的替代品来保护原始作品不受环境或者是意外事件的伤害,同时,复制品也能把艺术或者是文物传递和影响给更多的人。

  在建筑业里,工程师、设计师们已经开始用3D打印机打印的建筑模型,这种方法快速、环保、成本低,同时,还制作精美,完全合乎设计者的要求。

  研究人员已经开始尝试打印巧克力了。可能在不久的将来,很多看起来一模一样的食品就是用食品3D打印机打印制造出来的。当然,到那个时候,可能人工制作的食品会比现在的食品价格贵了很多倍的价钱。

用3D打印机做出一个变速箱模型,看看手动挡汽车的机械原理是什么

3D打印技术,即快速成形技术,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术,3D打印机则出现在上世纪90年代中期,即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。如今这一技术在多个领域得到应用,人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。

面向普通用户的桌面级3D打印使用的是融融挤压式技术(FDM),在描绘融融挤压式3D打印机的工作原理之前,我们可以先设想这样一个场景:首先你拿着一根被加热过的牙膏,在牙膏盒里面都是液态的,但只要你把它一挤出来就会马上凝固;然后你把这根牙膏头朝下拿着,并往桌子上挤,边挤边水平移动,就像写毛笔字一样;等你完成桌面上一层的工作后,把牙膏再往上抬一点,接着往第二个平面上继续挤牙膏,这时挤压出来的牙膏会和之前的牙膏粘在一起,先挤出来的牙膏会固化形成后面挤出牙膏的支撑,最后你不断地重复以上过程,直到挤出你想要的形状,这其实就是FDM的基本思想。

根据这样的基本思想,将原材料预先加工成特定口径的圆形线材,然后将这种线型材料进行热熔化处理,通过挤压将融化成液态的材料挤喷出来,通过电脑程序控制喷嘴的坐标移动即可实现实物的3D打印。

REPRAP开源项目是由英国巴斯大学(the University of Bath) Adrian Bowyer 等人所发起,主要目的是希望能够独立设计和制作出一款面向所有普通用户的3D打印机。经过多年发展能用的版本有三个。

第一代产品称为Darwin(达尔文)

第二代产品称为Mendel(孟德尔)

第三代产品称为Prusa(普鲁士)

接下来说重点,如何制作开源3D打印机REPRAP的第三代产品。首先要具有互联网思维(需要什么先去某宝看一看,哈哈),所需要的原材料和工具在下文按照3D打印机的结构分项列出,其中提到的所有材料和工具在某宝可以全部买到。

螺杆,滑杆导轨,各型号螺母,螺钉,垫片等

42步进电机(两相四线、两相六线也可以),电机最好选择高度 >40mm的,电流 >1A这样才能保证电机的力矩足够

2)同步轮,同步带,丝杆:

同步轮(>=16齿),同步带选择2GT型号或者S2M,丝杆一般都直接用M8螺杆。

功率要求较高,最好选用带散热风扇功率 >300W的

3)热敏电阻,轻触开关、电源线,细导线若干:

用来加热打印耗材的(abs或者pla)

需要铝合金底托(最好买钻好空的)+PCB加热板+热硼硅玻璃板

打印耗材一卷、高温胶带、扎线带等

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