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自制设备-3D打印机

发布时间:2013-10-25

13D打印的原理:

3D打印机,是使用扫描仪扫描目标物体或者使用电脑绘图,得到要打印物体的3D图纸之后,从打印机头喷出打印出材料形成目标物体的设备。

自制设备-3D打印机

说起它的原理,它一点都不复杂,其运作原理和传统打印机工作原理基本相同,也是用喷头一点点出来的。只不过3D打印它的喷的不是墨水,而是液体或粉末等打印材料,利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。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。称之为打印机是参照了其技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。

  

23D打印机的结构

3D打印机的结构和传统打印机基本一样,都是由控制组件机械组件打印头耗材和介质等架构组成的。

自制设备-3D打印机

33D打印过程的介绍:

自制设备-3D打印机

  

13D打印采用了分层加工、叠加成型来完成3D实体打印。每一层的打印过程分为两步,首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水,胶水液滴本身很小,且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末,粉末遇到胶水会迅速固化黏结,而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下,实体模型将会被打印成型,打印完毕后只要扫除松散的粉末即可出模型,而剩余粉末还可循环利用。

自制设备-3D打印机

2)用材和精度:打印耗材由传统的墨水、纸张转变为胶水、粉末,当然胶水和粉末都是经过处理的特殊材料,不仅对固化反应速度有要求,对于模型强度以及打印分辨率都有直接影响。目前的3D打印技术能够实现600dpi分辨率,每层厚度只有0.01毫米,即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印。当然受到喷打印原理的限制,打印速度势必不会很快,目前较先进的产品可以实现每小时25毫米高度的垂直速率,相比早期产品有10倍提升,而且可以利用有色胶水实现彩色打印,色彩深度高达24位。

由于打印精度高,打印出的模型品质自然不错。除了可以表现出外形曲线上的设计,结构以及运动部件也不在话下。如果用来打印机械装配图,齿轮、轴承、拉杆等都可以正常活动,而腔体、沟槽等形态特征位置准确,甚至可以满足装配要求,打印出的实体还可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。同时粉末材料不限于砂型材料,还有弹性伸缩、高性能复合、熔模铸造等其它材料可供选择。

4、应用前景:

3D打印机可以用各种原料打印三维模型,使用3D辅助设计软件,工程师设计出一个模型或原型之后,无论设计的是一所房子还是人工器官,只要通过3D打印机就可以进行打印。打印的原料可以是有机或者无机的的材料,例如橡胶、塑料、甚至是细胞。

自制设备-3D打印机

5、教学设备的研发背景:

虽然3D打印机价格在不断降低,很多厂商、设计院、大学等都开始或准备配备,但产品价格依然较高。鉴于此,我们设计出价格经济的设备,既能实现3D打印机的功能,又能起到良好的教学作用,学生们可以很直观的看到3D打印设备的内部机械结构和工作原理,尤其是对于与机电有关的学生,该设备可以作为很好的机电控结合的实例,提高学生们对本专业的学习兴趣和动手实践能力,这对工科的教学是十分有意义的。

 

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