3D打印,也称为增材制造技术,是一种通过数字模型文件为基础,运用可粘合材料(如粉末状金属、塑料、陶瓷等),按照逐层打印的方式来构造物体的快速成型技术。其工作原理主要包括以下几个步骤:
建模
使用计算机辅助设计(CAD)软件或其他建模工具创建一个三维数字模型。这个模型通常是一个立体图形,可以表示成一个三角形网格或曲线轮廓。
切片
将三维模型转换为二维截面。这个过程被称为切片,它将模型划分为一系列相互连接的平面截面。每个截面都是一个二维图形,通常为矩形或正方形。这些截面决定了打印过程中逐层堆积的方向和形状。
准备打印
在切片之后,选择适当的打印材料和参数,如材料类型、厚度、支撑结构等。然后,将切片后的二维截面数据传输到3D打印机。
逐层打印
3D打印机根据接收到的数据,按照一定的速度和高度控制喷头或打印头移动,将材料粘附或堆积在每个截面上,形成一个薄薄的层。打印头在移动过程中会熔化或固化材料,使其固定在打印平台上。
材料去除
对于支持结构的打印,在完成实体打印后,还需要进行材料去除工序。这通常是通过物理方法实现的,例如使用刮刀、刀片或者液体来移除多余的材料。
后处理
最后,对打印完成的物体进行必要的后处理,如清理、打磨、上色等,以达到预期的外观和质量。
3D打印技术通过逐层堆叠材料的方式,将计算机生成的三维模型转化为实体物体。这种技术具有缩短产品开发周期、降低研发成本和一体制造复杂形状工件等优势,并且正在逐步普及到更多的应用领域。