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在進(jìn)行模型實(shí)體材料選擇時(shí),需要考慮以下幾點(diǎn)因素。
· 黏度低。粘度低阻力小,不容易堵噴頭。
· 熔點(diǎn)低。熔點(diǎn)溫度低打印功耗小,卻有利于提高機(jī)器使用壽命。
· 黏結(jié)性高。黏結(jié)性決定了實(shí)體各層之間的黏結(jié)強(qiáng)度。
· 收縮率小。擠出的材料絲會(huì)發(fā)生膨脹,收縮率越小,打印出來的物品精度越有保證。
根據(jù)以上特征,目前市場(chǎng)上主要的FDM材料包括ABS、PLA、PC、lPP、合成橡膠等。
具體打印流程:
1. 在樹脂槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂,可升降工作臺(tái)處于液面下一個(gè)截面層厚的高度,聚焦后的激光束在計(jì)算機(jī)控制下沿液面進(jìn)行掃描,被掃描的區(qū)域樹脂固化,從而得到該截面的一層樹脂薄片;
2. 升降工作臺(tái)下降一個(gè)層厚距離,液體樹脂再次暴露在光線下,再次掃描固化,如此重復(fù),直到整個(gè)產(chǎn)品成型;
3. 升降臺(tái)升出液體樹脂表面,取出工件,進(jìn)行相關(guān)后處理,通過強(qiáng)光、電鍍、噴漆或著色等處理得到需要的產(chǎn)品。
需要注意的是,因?yàn)橐恍┕饷魳渲牧系酿ざ容^大,流動(dòng)性較差,使得在每層照射固化之后,液面都很難在短時(shí)間內(nèi)迅速流平。因此大部分SLA設(shè)備都配有刮l刀部件,在每次打印臺(tái)下降后都通過刮l刀進(jìn)行刮切操作,便可以將樹脂均勻地涂覆在下一疊層上。
目前,SLS發(fā)明人Dechard組建的美國DTM公司的產(chǎn)品中,已經(jīng)商業(yè)化的金屬粉末產(chǎn)品有以下幾種:
RrapidSteel1.0,其材料成分為1080碳鋼金屬粉末和聚合物材料,聚合物均勻覆在粉粒的表面,成型坯的密度是鋼密度的55%,強(qiáng)度可達(dá)2.8 MPa,所滲金屬可以是純銅,也可以是青銅,這種材料主要用來制造注塑模。
RrapidSteel2.0,其燒結(jié)成型件完全密實(shí),達(dá)到鋁合金的強(qiáng)度和硬度,能進(jìn)行機(jī)加工、焊接、表面處理及熱處理,可作為塑料件的注塑成型模具,注塑模的壽命可達(dá)到10萬件/副,也可以用來制造用于Al、Mg、Zn等有色金屬零件的壓鑄模,壓鑄模的壽命能達(dá)到200~500件/副。目前,國外已商品化的SLS高分子粉末材料主要有:DuraFormPA(尼龍粉末),其熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良。
Copper Polyamide,基體材料為銅粉,黏結(jié)劑為聚酰胺(Polyamide),其特點(diǎn)是成型后不需二次燒結(jié),成型件可用于常用塑料的注塑成型,壽命為100~400件/副。
此外,還有德國EOS推出的DirectSteel(混合油其他金屬粉末的鋼粉末)等材料。
高分子材料的燒結(jié)
在高分子材料中,經(jīng)常使用的材料包括聚碳酸酯(PC)、聚苯l乙烯粉(PS)、ABS、尼龍(PA)、尼龍與玻璃纖維的混合物、蠟等。高分子材料具有較低的成形溫度,燒結(jié)所需的激光功率小,熔融黏度較高,沒有金屬粉末燒結(jié)時(shí)較難克服的“球化”效應(yīng),因此,高分子粉末是目前應(yīng)用較多也是應(yīng)用較成功的SLS材料。由于SLS技術(shù)并不完全熔化粉末,而僅是將其燒結(jié),因此制造速度快。
尼龍材料因具有強(qiáng)度高、耐磨性好、易于加工等優(yōu)點(diǎn)使其在SLS 3D打印領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí),可以在尼龍材料中加入玻璃微珠、碳纖維等材料,從而提高尼龍的機(jī)械性能、耐磨性能、尺寸穩(wěn)定性能和抗熱變形性能。