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3D打印机购置时应考量的因素

发布时间:2016-06-16 访问量:

  3D打印机购置时应考量的因素

  在选择3D打印机时,设备本身的要害性能指标也是重要的考量指标••。

  打印速度

  打印成本

  细节分辨率

  精度

  材料性能

  能够打印的色彩

  购置3D打印机需衡量的因素——3D打印速度

  根据快速成型设备制作商的不同,或者采用的3D打印技巧的不同,3D打印速度的衡量标准是不同的••。有些用来唆使在Z轴方向上打印必定高度所需的时间(针对单次3D打印任务而言),通常用英寸/小时¶••⊿毫米/小时来表现••。那些具备稳固的垂直方向建造速度的3D打印机广泛爱好采用这一技巧参数,基础不受被打印物体的结构复杂程度和单次打印部件的数量的影响••。这种3D打印机是手板模型3D打印的理想选择,因为它们可以在有限的时间内快速制作出数量可观的¶••⊿各种各样的模型,方便设计沟通¶••⊿讨论和对照••。

  另外一种衡量打印速度的技巧参数是指打印特定物体或者特定的体积所需的时间••。一些3D打印机可以快速打印单个的¶••⊿简略结构的物体,多采用这种指标••。但是这种类型的3D打印机在遇到打印数量增长或者结构比较复杂的打印任务时,打印速度就会明显降落,因此不合实用于打印速度请求较高的手板模型的快速成型••。

  购置3D打印机需衡量的因素——3D打印成本

  打印成本通常用单位体积所需的费用来表现,比如***元/立方英寸或***元/立方厘米••。即便应用同一台3D打印机,由于受到成型件结构的影响,单个成型件所需的费用也是千差万别,因此3D打印服务的报价经常以范例物体打印价格或者平均程度的价格来浮现,也就不难懂得了••。如果需要对报价进行对照,可以供给您自己经典样件的一套STL数据让供给商进行报价,并明确地知道不同报价所包含和不包含的内容••。

  有些供给商供给的报价只包含了成型件所需模型材料的费用,而不含支撑材料或者3D打印过程中产生的其他损耗的费用,这种报价不是真实的¶••⊿最终的报价••。不同的3D打印工艺的材料利用率差别很大,因此,实际的材料应用成本是衡量报价的另外一个重要参考••。

  一些塑料件3D打印过程中需要同时耗费材料制作模型和支撑,支撑是一些稀疏的¶••⊿用于支撑成型的结构,可以通过后处理轻松去除••。相比其他塑料件成型工艺,3D打印的方法所应用的材料相对较少,糟蹋也较少,因此材料利用率更高,成本更低••。

  还有一些塑料件3D打印工艺会损耗大批的支撑材料,因此往往采用不同性能的模型材料和支撑材料,支撑材料相对价格更低一些••。去除支撑的方法有融化¶••⊿溶解¶••⊿水压破除等,可能会用到强烈的腐化性化学品,请求特别的处理方法和预防措施••。水压破除的方法请求有水源和排水渠,无疑会增长场地建设费用,而且这种支撑去除方法对人工劳动请求比较多,还容易造成精致部件损坏或者支撑无法去除干净的问题••。既快又有效的支撑去除方法是融化蜡质的支撑,在特别的后处理烤炉的赞助下,蜡质支撑可以快速融化并被轻易去除,深藏在成型件内部凹陷处的支撑也不在话下,而不会对成型件的细节与复杂结构产生侵害;去除蜡质支撑不需要化学品,融化出来的支撑材料可以视作普通垃圾,不需要特别处理••。

  警惕那些在成型过程中应用高价的模型材料制作支撑的3D打印机,因为它们会大幅增长整体打印成本••。成型同样体积的样件,它们所需要的材料和损耗的材料明显更多••。

  购置3D打印机需衡量的因素——3D打印细节分辨率

  3D打印机供给的最令人费解的指标之一是“分辨率”,应谨慎应用••。简略举例,分辨率的表述有DPI (dots per inch,每英寸的像素点),Z轴方向层厚,像素大小,射束点大小,点直径等••。在同类3D打印机对照时,这种表述可能有赞助,但是如果用来考量多种3D打印技巧则不太实用••。

  其实,最好的对照方法是目视检查不同3D打印技巧的样件,寻找是否存在剃刀般锋利的边沿¶••⊿清楚的角¶••⊿最小的特点尺寸¶••⊿薄壁件质量和表面光洁度••。采用一台便宜的数字显微镜来检查很有效,显微镜能够放大细节特点用于对照••。在3D打印功效测试模型时,成型件能够如实准确地反响设计特点是要害性因素,如果成型件准确度或分辨率不够,有些功效测试的成果的正确性也会随之降低••。

  购置3D打印机需衡量的因素——3D打印精度

  3D打印采用的是逐层叠加的方法,利用合适的材料快速制作成型件,这一过程中有必定的变数,比如材料压缩,因此必须在打印过程中加以补偿来确保最终成型件的精度••。

  应用粉末材料的3D打印机所应用的粘合剂,通常不易压缩变形,因此成型精度一般比较高••。塑料件3D打印技巧通常应用热源或者/与UV光来处理打印材料使之成型,这一过程产生的额外变数会影响成型精度••。成型件的大小和结构也会对精度产生影响••。一些3D打印机可认为特别的几何结构供给不同级别精度的打印模式••。

  3D打印机制作商供给的精度参数是基于实验测试的数据,而实际成型精度会因为成型件的结构复杂程度而变更,因此我们在选择3D打印机时,很重要的一点就是明确我们实际利用的精度请求,然后用这一精度请求作为衡量指标••。

      购置3D打印机需衡量的因素——3D打印材料的性能

  请注意,目标利用领域与所需材料特征对于3D打印机的选择至关重要••。任何一种3D打印技巧都有它自身的优势和弱点,这一点也是我们在选择3D打印机时必须明确的••。宣传上声称的供给多种材料以供选择,我们必须审慎看待,因为供给的这些材料并不能保证我们所需的真实的功效性能••。很重要的方法就是在选购3D打印机之前,先在目标利用领域对多种3D打印技巧的成型件进行测试和评估••。公开的技巧参数不能表明成型件长期放置和在多种应用环境下的稳固性,我们不切实加以审查和测试就无法得知实际的应用局限性••。

  手板模型利用领域,打印成本和模型外观可能比模型的物理特征更加重要••。因为手板模型多用于视觉沟通,短时间内就放弃无用了••。功效测试模型寻求与最终产品类似的效果,包含材料的功效特征也要相近••。而用于小批量试制或者数字制作的3D打印材料,可能需要可铸的材料或在实际应用中高耐热性的材料,能够实际应用的成型件通常可以保持长期的稳固性能••。

  每种3D打印技巧可应用的材料种类是有限的••。办公级3D打印机的材料通常分为非塑料¶••⊿塑料和蜡这几种••。您选择的 3D 打印机所供给的材料类别,应当能够为您供给优良的组合价值及利用领域••。相比单台3D打印机,多种3D打印技巧的组合可以供给更大的机动性和扩大您的利用领域••。有时候,如果预算有限,选择两台相对便宜的3D打印机甚至可以比一台昂贵的3D打印机创造更多的价值,供给更广的利用领域,打印更多的东西••。

  非塑料材料又可分为石膏粉¶••⊿金属粉¶••⊿生物材料等几种••。比如石膏粉在粘合剂渗入的作用下可以成型为致密度和刚性都很好的样件,这种样件是优良的手板模型,有时候还可以用作部分不需要弹性弯曲的功效测试模型••。当石膏粉材料与全彩3D打印能力联合,就可以快速打印视觉真实的模型,而不需要额外的喷漆或后处理••。金属粉通常是在激光的作用下烧结成型,成型件具有很好的物理性能和结构强度,可作为最终产品应用,在医疗¶••⊿航天航天¶••⊿汽车制作¶••⊿模具¶••⊿文创等行业利用广泛••。

  塑料材料从弹性的到刚性的,从遇热融化的到耐高温的,从透明的到不透明的,从生物相容性的到可铸造的,种类繁多••。应用不同的3D打印技巧成型的塑料件的性能也是差别很大,一般无法从技巧参数中看出,有些3D打印机生产的塑料件会随着时间的推移和应用环境的变更而持续转变性能••。比如在塑料件技巧参数中应用广泛的耐热系数是HDT(Heat Distortion Temperature),但是HDT只是一个指标,并不能预示超过HDT领域的材料实际应用情况••。有些塑料材料在温度稍微超出HDT领域的时候就会产生迅速的功效性恶化,而有些材料产生的变更却很渺小从而可以在更多的温度领域内应用••。另外一个例子是湿度对于塑料件的作用,有些3D打印塑料件有很好的防水性,而有些具有渺小孔洞的塑料件可能吸收水分后膨胀,引起几何规格的变更••。除非应用人工进行足够的后处理,不然这种塑料材料不合适在潮湿的环境中应用,也不合适加压利用••。

  美国的3D Systems推出了新型的“跨界”3D打印机,联合了SLA(Stereolithography)设备的成型优势和办公级3D打印设备的易用性••。这种3D打印机供给了更加广泛的材料选择领域,比如ABS,聚丙烯(polypropylene),聚碳酸酯(polycarbonate),应用简略¶••⊿快速¶••⊿材料调换成本低,因此该设备可以满足更多利用领域的需求••。当某种3D打印技巧宣称材料选择多时,我们还要关注材料调换时产生的糟蹋有多少••。有些3D打印设备有多个打印喷头,当需要调换材料时,必须全面清算每个喷头,造成了高价材料的糟蹋••。

  购置3D打印机需衡量的因素——3D打印机能够打印的色彩

  目前市面上重要有三种彩色3D打印机,一种是一次打印只能用单一色彩,一种可以一次性打印少数几种色彩,还有一种就是可以一次性浮现成千上万种色彩的全彩色3D打印机——唯一的选择就是美国3D Systems 的Zprinter系列••。

  Zprinter 系列3D打印的色彩表现力可以与平面纸质激光打印机相媲美,达390,000种奇特的色彩和数量几乎无穷的色彩组合;Zprinter还可以打印出照片¶••⊿LOGO徽标¶••⊿纹理¶••⊿文本标签¶••⊿有限元分析成果等等,因此可以3D打印出几乎以假乱真的模型••。

  如果是单色打印样品需要上色的,则借助于后处理工艺来完成上色,比如喷漆¶••⊿烤漆¶••⊿手工画笔等••。

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