4. 三維印刷工藝(3DP):工作原理類似于噴墨打印機,與SLS工藝也有著類似的地方,采用的都是粉末狀的材料,如陶瓷、金屬、塑料,但與其不同的是3DP使用的粉末并不是通過激光燒結粘合在一起的,而是通過噴頭噴射粘合劑將工件的截面“打印”出來并一層層堆積成型的。 5. 熔融沉積成型工藝(FDM):將絲狀的熱熔性材料(通常為ABS或PLA材料)進行加熱融化,通過帶有微細噴嘴的擠出機把材料擠出來,熔融的絲材被擠出后隨即會和前一層材料粘合在一起。一層材料沉積后工作臺將按預定的增量下降一個厚度,然后重復以上的步驟直到工件完全成型。這是常見的3D打印機,現(xiàn)在價格只要幾千元,也是進入家庭和個人工作室(創(chuàng)客)多的3D打印設備。也稱為桌面型3D打印機。

七、面向制造(3D打?。┑膸缀卧O計與優(yōu)化的研究
在3D打印中,3D數(shù)字化模型是前提和基礎,3D 打印是結果,它使3D模型“落地開花”。但是,在很多情況下,3D模型并不能直接輸出給3D打印機或者打印出來的物體不滿足用戶的需求。這時,就需要經(jīng)過一些幾何建模與處理的方法,將輸入的3D模型進行修正、調整、處理和優(yōu)化,使其能更好地滿足3D打印的需求,避免打印出的物體無法正常發(fā)揮功能。
3. 結構優(yōu)化問題:由于設計師缺乏一些設計經(jīng)驗與力學知識,會導致其設計結果因為結構問題不能正常打印或在3D打印后會存在一些結構強度問題。強度不足可能會使3D模型在打印、運輸或日常使用過程中受到破壞。這種問題我們稱其為結構分析與優(yōu)化問題;這時就需要通過力學與物理的計算(有限元方法--FEM)來優(yōu)化模型的結構來滿足需求; 筆者對于近年來結構優(yōu)化方面的工作做了一個綜述,發(fā)表在2017年的《計算機輔助設計與圖形學學報》上(PDF)。

總的來說,工業(yè)級3D打印機在產品制造中所起的作用是的。工業(yè)級3d打印機主要是利用激光或高能量電子束的高溫,將金屬粉末或線材燒制成斷鏈,制成可打印的打印物體。采用計算機控制激光或電子束,能使傳統(tǒng)機械加工不能完成的汽車零件、飛機內部部件等多種復雜的精密結構打印出來,同時能去除模具制造、鍛壓和成形等不必要的傳統(tǒng)工序,提高材料的利用率,從而達到更好的加工效果。