3D打印是一種快速成型技術(shù),又稱增材建造。相對(duì)于減材建造,3D打印是以3D數(shù)字模型為基礎(chǔ),使用粉末狀金屬或塑料、液態(tài)光敏高分子材料等,通過(guò)立體逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。
3D打印類型
按照成型機(jī)理通常將3D打印分為兩大類:沉積原材料制造與黏合原材料制造,涵蓋十多種具體的三維快速制造技術(shù)。目前較為成熟的技術(shù)有5種:UV光固化3D打印、FDM-容積成型、LOM-分層實(shí)體制造、3DP-三維粉末粘接和SLS-選擇性激光燒結(jié)。
UV光固化3D打印
相比其他以熔融/粘接為成型原理的3D打印技術(shù), UV光固化3D打印通過(guò)紫外光固化原理,將液態(tài)光敏高分子材料累加為固態(tài)成型件,具有可控性強(qiáng),操作簡(jiǎn)單,精度高,成品表面光滑等特點(diǎn)。依照設(shè)備工藝不同,市場(chǎng)較成熟的UV光固化3D打印分為SLA和DLP兩種。
DLP-3D打印通常使用光固化常用的自由基丙烯酸酯作為主要原料,以實(shí)現(xiàn)快速光固化成型。而相比DLP-3D,SLA-3D通常打印工件體積更大,打印時(shí)間更長(zhǎng),需克服純自由基光固化固有的氧阻聚和高收縮率等缺點(diǎn)。
基于脂環(huán)族環(huán)氧的陽(yáng)離子固化體系,有收縮率低,機(jī)械強(qiáng)度高,不存在氧阻聚等優(yōu)勢(shì),故廣泛應(yīng)用于 SLA-3D打印配方。同時(shí),脂環(huán)族環(huán)氧基團(tuán)的引入,對(duì)提高機(jī)械性能和固化速度均有不同程度的幫助。
未來(lái)應(yīng)用趨勢(shì)
3D打印技術(shù)將機(jī)械、材料、計(jì)算機(jī)、通信、控制技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)等技術(shù)融合貫通,可大大縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降低研發(fā)成本、方便一體制造復(fù)雜形狀工件。
人類文明的發(fā)展離不開(kāi)成型技術(shù)的進(jìn)步,從原始祖先打磨第一個(gè)石器開(kāi)始,每一次成型技術(shù)的革新都會(huì)帶來(lái)大規(guī)模的技術(shù)革命,從而改變每一個(gè)人的生活。筆者相信,3D打印將會(huì)證明它是第四次工業(yè)革命最具變革性和影響力的技術(shù)之一,未來(lái)也必定會(huì)對(duì)制造業(yè)生產(chǎn)模式與人類生活方式產(chǎn)生重要的影響。