工作原理大揭秘?
激光 3D 打印設(shè)備的神奇之處,源于它特的基于激光聚合技術(shù)的工作原理。想象一下,有一個(gè)裝滿了神奇 “液體” 的容器,這個(gè) “液體” 其實(shí)是一種光敏材料,就像被施了魔法的精靈,等待著被激活 。?
激光器作為整個(gè)設(shè)備的 “能量源泉”,發(fā)射出高強(qiáng)度的激光束。這束激光就像是一把的 “畫(huà)筆”,在計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)定好的三維模型數(shù)據(jù)的指引下,開(kāi)始了它的創(chuàng)作之旅。掃描儀如同一個(gè)忠誠(chéng)的 “向?qū)А?,地控制著激光束在三維空間中的移動(dòng)路徑 。?
當(dāng)激光束照射到光敏材料時(shí),奇妙的事情發(fā)生了!材料分子吸收了激光的能量,瞬間被激發(fā),引發(fā)了聚合反應(yīng)。原本流動(dòng)的液體,在激光的照射下,迅速固化,就像被定格的時(shí)間一樣,形成了我們所需要的形狀的薄層。一層接著一層,每一層都根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)地掃描固化,就像搭建積木一樣,層層疊加。工作臺(tái)穩(wěn)穩(wěn)地支撐和固定著打印中的物體,確保打印過(guò)程的穩(wěn)定性,而控制系統(tǒng)則如同設(shè)備的 “大腦”,有條不紊地協(xié)調(diào)各部分的工作,終,一個(gè)完整的三維實(shí)體在這種神奇的工藝下誕生了 。
技術(shù)復(fù)雜性也是激光 3D 打印設(shè)備面臨的一個(gè)挑戰(zhàn) 。3D 打印涉及到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù),如材料科學(xué)、光學(xué)、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)等 。這就要求操作人員不僅要掌握 3D 打印設(shè)備的操作技能,還需要具備相關(guān)學(xué)科的知識(shí) 。然而,目前這樣的復(fù)合型人才相對(duì)匱乏,這在一定程度上限制了激光 3D 打印技術(shù)的推廣和應(yīng)用 。此外,3D 打印過(guò)程中的工藝參數(shù)眾多,如激光功率、掃描速度、層厚等,這些參數(shù)的設(shè)置對(duì)打印質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響 。如何優(yōu)化這些工藝參數(shù),以獲得佳的打印效果,也是一個(gè)需要深入研究的問(wèn)題 。?
材料的限制同樣不容忽視 。目前,適用于激光 3D 打印的材料種類(lèi)仍然相對(duì)有限,而且這些材料的性能也有待進(jìn)一步提高 。在塑料材料方面,雖然有多種塑料可供選擇,但它們的強(qiáng)度、耐熱性等性能往往無(wú)法與傳統(tǒng)的塑料成型工藝相媲美 。在金屬材料方面,一些的金屬材料,如鈦合金等,雖然具有的性能,但由于其熔點(diǎn)高、加工難度大等原因,在 3D 打印過(guò)程中容易出現(xiàn)裂紋、變形等問(wèn)題,影響打印質(zhì)量 。此外,材料的兼容性也是一個(gè)問(wèn)題,不同的材料在打印過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)相互排斥或結(jié)合不牢固的情況,這也限制了多材料打印的發(fā)展 。?
五、未來(lái)趨勢(shì)瞭望臺(tái)
激光熔覆3D打印(即激光熔覆成形)技術(shù)是一種累積制造技術(shù),利用CAD軟件制作零件模型,經(jīng)計(jì)算機(jī)編程后,用一束束激光在工件上進(jìn)行掃描。它是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),利用蠟、粉末金屬或塑料等特殊粘合材料,通過(guò)打印將工件上的金屬粉末熔化,逐層融合堆疊,逐層打印構(gòu)造物體,終成型的技術(shù)。該技術(shù)可以一步成型金屬零件,而經(jīng)過(guò)智能工藝控制后形成的致密金屬零件幾乎為網(wǎng)狀,幾乎不需要后續(xù)加工,從而實(shí)現(xiàn)金屬零件的快速、包覆3D打印。激光熔覆3D打印設(shè)備與傳統(tǒng)打印機(jī)大的區(qū)別在于,它使用的“墨水”是真正的原材料,有各種形式的堆疊薄層。有各種各樣的介質(zhì)可用于打印,從各種塑料到金屬、陶瓷和橡膠。一些打印機(jī)還可以結(jié)合不同的媒體,使打印對(duì)象一端硬,另一端軟。