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3D打印技术实例-箔材桌面级粘结

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:箔材粘结桌面级3D打印工艺及打印机使用的箔材为塑料薄膜,常见的工程塑料如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及其他树脂等都可以制作成薄膜形态。塑料薄膜是一种容易制作且成本较为低廉的3D打印材料。SD300Pro型3D打印机为世界上首台桌面级3D打印机,其外观如图3-7所示。目前大部分3D打印设备的前处理软件都需要连接设备后才能使用。图3-9 SD300Pro 3D打印机打印的具有相对运动的零件

3D打印技术实例-箔材桌面级粘结

箔材粘结桌面级3D打印工艺及打印机使用的箔材为塑料薄膜,常见的工程塑料聚氯乙烯聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯以及其他树脂等都可以制作成薄膜形态。塑料薄膜一般用于包装以及用作覆膜层等。目前市场上常见的塑料薄膜有聚氯乙烯薄膜(PVC)、低密度聚乙烯薄膜(LDPE)、PVA涂布高阻隔薄膜、双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)、聚酯薄膜(PET)、尼龙薄膜(PA)、聚丙烯薄膜(PP)等。塑料薄膜是一种容易制作且成本较为低廉的3D打印材料。以色列Solido公司推出的SD300Pro型3D打印机便采用了PVC薄膜作为粘结材料,采用粘结剂进行层间粘结,采用切刀切割薄膜成型。SD300Pro型3D打印机为世界上首台桌面级3D打印机,其外观如图3-7所示。其结构与原理类似于笔式绘图机,只是将绘图笔替换成了切刀,切刀是该成型设备的关键零部件。

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图3-7 SD300Pro型3D打印机

塑料薄膜粘结工艺的特点如下:

(1)制作的制品精度较高且较为耐用 模型精度可达到±0.1mm,制品可钻孔、抛光,坚固耐用。

(2)系统操作简单 由于其建造过程仅仅需要机械运动操作,故其控制软件易于操作,耗材更换简单。

(3)适于室内办公环境使用 无毒、无粉尘、无公害的建造过程且因尺寸较小而可方便置于计算机旁的桌面上。

(4)设备稳定耐用,维护成本低 SD300Pro型3D打印机所有运行皆为机械动作,无其他类型设备的激光系统或热熔高压力部件,提高了设备运行的稳定性和寿命。

(5)成本低廉 与同类其他工艺技术相比,其原材料与建造成本十分低廉。

与纸材叠层实体制造工艺一样,PVC薄膜粘结工艺的制作过程也分为前处理、制作和后处理三个阶段。(www.xing528.com)

前处理是指制作前根据3D打印工艺,对制作对象进行制作前的数据处理,以加快制作速度,控制制作成本。目前大部分3D打印设备的前处理软件都需要连接设备后才能使用。而SD300pro型3D打印机的前处理软件可以脱机使用,设计人员可以在任何计算机上进行前处理,减少使用设备的时间。

SD300Pro型3D打印机采用“覆膜”技术,即采用“面”的方式进行制作。每一个薄层用一张完整的工程塑料薄膜来制作,切割系统仅仅是按照当前叠层的形状需要的轮廓进行切割薄膜。因此,同其他建造方式相比,薄膜粘结工艺制作实体的速度较快。

薄膜的厚度决定着制作速度与制品的精度。薄膜越薄,其叠层越多,制作的时间就会越长。SD300Pro型3D打印机打印垂直高度上,每层的厚度为0.16~0.168mm,整体速度略快于其他设备。

使用PVC薄膜的SD300Pro型3D打印机打印制品的过程如图3-12所示。首先将CAD模型转换生成STL格式数据,直接导入SD300Pro 3D打印机的控制软件SDView平台(图3-8a),然后在原来制作好的叠层上喷洒粘结剂后进行PVC薄膜覆膜(如图3-8b),接着切割刀依据当前叠层的剖面轮廓进行切割(图3-8c)完成当前叠层的制作;当所有叠层制作完毕后,将解胶水涂敷在支撑材料上(图3-8d),取出叠层块,进行废料的逐层剥离(图3-8e),最后获得所需的制品(图3-8f)。

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图3-8 使用PVC薄膜的SD300Pro型3D打印机打印制品的过程

SD300Pro 3D打印机还可以制作相对运动的零件,如图3-9所示。

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图3-9 SD300Pro 3D打印机打印的具有相对运动的零件

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