Percetakan 3D, yang juga dikenali sebagai Pembuatan Additive (AM), adalah proses pembuatan maju yang membina tiga objek dimensi - dengan mendepositkan lapisan bahan oleh lapisan. Dengan perkembangan teknologi percetakan 3D yang berterusan, pelbagai kaedah klasifikasi telah muncul, meliputi prinsip pencetakan, jenis bahan, dan senario aplikasi yang berbeza. Artikel ini secara sistematik akan mengklasifikasikan dan menganalisis teknologi percetakan 3D dari tiga perspektif: prinsip teknikal, sifat bahan, dan aplikasi industri.
I. Klasifikasi dengan prinsip pencetakan
Inti teknologi percetakan 3D terletak pada kaedah pencetakannya. Klasifikasi arus perdana semasa adalah berdasarkan standard antarabangsa ISO/ASTM 52900: 2015, yang membahagikan proses pembuatan tambahan ke dalam tujuh kategori utama:
1. Penyemperitan bahan
Penyemperitan bahan adalah salah satu teknologi percetakan 3D yang paling biasa, yang dinyatakan oleh pemodelan pemendapan bersatu (FDM). Teknologi ini menggunakan muncung yang dipanaskan untuk mencairkan bahan termoplastik (seperti PLA atau ABS) dan mengekstrusi lapisan dengan lapisan, mengukuhkannya apabila penyejukan. FDM digunakan secara meluas dalam pendidikan, prototaip, dan pembuatan pengguna kerana kos peralatan yang rendah dan operasi mudah.
2. Photopolymerization
Photopolymerization menggunakan cahaya UV atau sumber cahaya lain untuk menyembuhkan resin fotosensitif cecair. Terutamanya digunakan adalah stereolithography (SLA) dan pemprosesan cahaya digital (DLP). SLA menggunakan pengimbasan laser untuk menyembuhkan titik resin demi titik, manakala DLP menggunakan projektor untuk mendedahkan seluruh permukaan, meningkatkan kelajuan percetakan. Teknologi ini sesuai untuk pengeluaran bahagian -bahagian yang memerlukan ketepatan dan kualiti permukaan yang tinggi, seperti perhiasan, model pergigian, dan peranti microstructured.
3. Serbuk Bed Fusion (PBF)
Fusion katil serbuk menggunakan laser atau rasuk elektron untuk secara selektif mencairkan logam atau serbuk plastik, sintering lapisan dengan lapisan untuk membentuk objek pepejal. Sintering laser selektif (SLS) sesuai untuk bahan termoplastik seperti nilon, manakala pencairan laser selektif (SLM) dan pencairan rasuk elektron (EBM) digunakan terutamanya untuk pembuatan bahagian logam seperti aloi titanium dan keluli tahan karat. Teknologi PBF digunakan secara meluas dalam menuntut aplikasi seperti implan aeroangkasa dan perubatan.
4. Bahan jet
Bahan jet adalah serupa dengan percetakan inkjet tradisional, tetapi menggunakan resin fotosensitif cecair atau lilin - bahan berasaskan, yang kemudian disembuhkan lapisan oleh lapisan menggunakan cahaya UV. Teknologi ini membolehkan pencetakan warna multi - dan multi - dan sesuai untuk prototaip ketepatan - dan pengeluaran batch kecil -, seperti model perubatan dan mikro - komponen mekanikal.
5. Binder jetting
Binder jeting menggunakan pengikat selektif yang disembur melalui muncung ke bahan serbuk ikatan seperti logam, seramik, atau pasir. Bahan kemudiannya diperkuat melalui pemprosesan post - seperti sintering atau penyusupan. Teknologi ini sesuai untuk pemutus pesat, pembuatan acuan pasir, dan pengeluaran skala besar - bahagian logam.
6. Pemendapan Tenaga Diarahkan (DED)
Pemendapan tenaga yang diarahkan (DED) menggunakan laser atau arka untuk mencairkan serbuk logam atau dawai dan mendepositkan lapisannya mengikut lapisan. Ia biasanya digunakan untuk pembaikan bahagian dan pembuatan hibrid, menggabungkan proses tambahan dan subtractive (contohnya, pemprosesan hibrid). Teknologi ini sesuai untuk membaiki dan mengukuhkan komponen logam besar dan mempunyai aplikasi penting dalam sektor tenaga dan aeroangkasa.
7. Laminasi Laman
Laminasi lembaran melibatkan ikatan atau kimpalan bahan nipis bahan (seperti kertas, foil logam, atau polimer) dan kemudian membentuk bentuk akhir melalui pemotongan atau penggilingan. Teknologi ini agak rendah - kos, tetapi menawarkan ketepatan terhad dan kualiti permukaan, menjadikannya sesuai untuk aplikasi tertentu seperti pembungkusan dan model seni bina.
Ii. Klasifikasi mengikut jenis bahan
Kepelbagaian bahan percetakan 3D telah memperluaskan julat aplikasinya. Mereka boleh dikategorikan terutamanya seperti berikut:
1. Thermoplastics
Bahan -bahan ini, seperti PLA, ABS, dan PETG, sesuai untuk teknologi FDM dan digunakan secara meluas dalam prototaip, pendidikan, dan pembuatan produk pengguna.
2. Resin Photosensitive
Digunakan dalam teknologi SLA/DLP, mereka menawarkan permukaan ketepatan dan lancar yang tinggi, menjadikannya sesuai untuk jentera, pergigian, dan mikro -.
3. Bahan logam
Ini termasuk aloi titanium, aloi aluminium, keluli tahan karat, dan tinggi - aloi suhu. Mereka digunakan terutamanya dalam teknologi PBF dan DED, dan digunakan dalam implan aeroangkasa, automotif, dan perubatan.
4. Bahan seramik
Dicetak menggunakan jet binder atau teknologi SLA, mereka sesuai untuk peranti elektronik, peranti bioperubatan, dan komponen yang digunakan dalam persekitaran suhu tinggi -.
5. Bahan Komposit
Bahan -bahan ini, seperti plastik bertetulang serat karbon dan komposit matriks logam, menggabungkan kelebihan pelbagai bahan dan digunakan untuk menghasilkan bahagian struktur prestasi tinggi -.
Iii. Klasifikasi mengikut aplikasi industri
Teknologi percetakan 3D juga boleh dikategorikan berdasarkan senario aplikasi industri mereka:
1. Prototaip cepat
Teknologi seperti FDM dan SLA digunakan secara meluas dalam peringkat awal pembangunan produk untuk mengesahkan kebolehlaksanaan reka bentuk dengan cepat dan memendekkan kitaran R & D.
2. Pembuatan Digital Langsung (DDM)
Teknologi logam PBF dan DED digunakan untuk menghasilkan bahagian berfungsi secara langsung, seperti bilah enjin pesawat, acuan, dan komponen mekanikal yang kompleks.
3. Penjagaan Kesihatan (Aplikasi Bioperubatan)
Resin fotoktif dan percetakan 3D logam digunakan untuk prostetik tersuai, pemulihan pergigian, dan perancah kejuruteraan tisu.
4. Seni Bina dan Seni
Besar - Skala FDM dan Teknologi Jet Binder digunakan untuk membuat model seni bina, patung, dan produk budaya dan kreatif.
Teknologi percetakan 3D boleh dikategorikan dalam pelbagai cara, mempamerkan kepelbagaian yang kaya dari prinsip -prinsip pengacuan, jenis bahan, kepada aplikasi industri. Dengan kemajuan berterusan dalam sains bahan, algoritma perisian, dan peralatan perkakasan, percetakan 3D secara beransur -ansur bergerak dari prototaip ke pengeluaran industri besar -, memainkan peranan utama dalam bidang seperti penjagaan kesihatan, aeroangkasa, dan automotif. Pada masa akan datang, dengan perkembangan bahan -bahan multi - dan multi - teknologi integrasi proses, percetakan 3D akan terus mempromosikan transformasi industri perkilangan ke arah pembuatan pintar dan peribadi.
