今日分享 3D打印的基本原理

3D打印正在改变我们的世界,它正在加速我们的创意思考、打破产品造型设计的流程,3D打印不再是昂贵遥不可及的科技产品。从2008年开始,许多3D打印专利技术逐渐到期,开始出现许多桌面型的3D打印机,价格变得亲民、操作上也变得简单好用。


早期3D打印的专业称呼为“增材制造技术”,这跟它在制造物体过程中,有相当大的关系,举个简单的例子来说,当我们只拿到一张A4纸,它只是一张薄薄的一个平面;但如果是一包500张A4纸,它就是一个具有厚度立体的矩形方块,虽然已经变成有厚度立体感的矩形方块,但它还是由一张张薄薄的平面A4纸层层堆叠出来的,所以早期才有增材制造技术的称呼。现今为了让人们更容易学习了解,所以我们大部分的时候,称它为3D打印。



接着我们简单把3D打印分成三大类来介绍。


首先介绍的是目前市面上占有率最高的挤出式,最具代表性的是Fused Deposition Modeling,也简称为FDM。FDM的每一层平面的堆叠就像在挤牙膏一样,将耗材加热后,一条一条的挤出,整齐的排列成一个平面,每完成一个平面,就在完成的平面上再挤上第二个平面,反复的进行到物体完成为止。而耗材部分,以环保的PLA材料最为热门,另外坚硬的ABS,韧性极佳的尼龙,仿木纹金属或柔性材料也都是FDM可以使用的。由于FDM的耗材保存容易,打印范围较大,使用的地点环境受限也不多,才逐渐成为目前市场上的主流。


接着我们要来介绍光固化的3D打印,最具代表性的是SLA及DLP这两种。它的耗材是以液态的方式呈现,一般也称为光敏树脂,不管是SLA或DLP都是透过光线照射来固化每一个平面。SLA的光线主要是以镭射光的方式为主,它会以点的方式在光敏树脂上反复的画线来形成平面;DLP则是用高亮度的投影机,一次整个平面来固化。而不管是SLA或DLP,也跟FDM一样是反复堆叠的方式来完成整个物体。光固化的3D打印,拥有高精细度的特色,非常适合拿来应用在珠宝首饰、齿模、精密零件等开发上。


最后,要来介绍的是激光烧结式3D打印,具代表性的是Selective Laser Sintering(SLS)。SLS尚未像前面两种类型这么普及,它可以直接金属打印,粉末的材质也非常多元,金、银、铜、铁、合金或塑料都能使用。SLS使用高温雷射点的方式,在粉末床上反复的画线来形成,而打印的过程中,没有凝固的粉末能够撑起所有复杂镂空的造型,这是前面两种3D打印办不到的,也是它最大的优点。

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