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3D打印机基于增材制造原理,通过逐层堆积可粘合材料将数字模型转化为实体物品,其核心流程可分为建模、切片和打印成型三个步骤,以下是详细介绍:
一、建模
数字模型创建:用户需要创建一个三维数字模型,这可以通过三维建模工具(如Tinkercad、123D Design等)实现。如果已有实物,也可以通过3D扫描仪获取其三维数据,生成对应的数字模型。
模型设计细节:在CAD软件中,设计师可以根据需求绘制出物体的形状、尺寸和结构等细节。这些细节将直接影响打印出的物体的质量和精度。
二、切片
切片处理:将设计好的三维数字模型导入到3D打印软件中,软件会对模型进行切片处理。切片是指将模型沿着特定的方向切成许多薄的截面,这些截面就像是一片片的薄片,每个薄片都包含了该层的轮廓信息和打印参数。
切片参数设定:切片软件会根据模型的几何形状、颜色以及打印机的性能参数来设定每一层的厚度、填充密度等参数。切片的厚度通常在几十微米到几百微米之间,切片越薄,打印出的物体表面就越光滑,细节也越丰富,但打印时间会相应延长。
三、打印成型
逐层打印:3D打印机根据切片后的信息,从底层开始,一层一层地将材料堆积起来,形成三维实体。在打印过程中,打印平台会按照预设的路径移动,将材料放置在相应位置上。
材料供给与成型:对于不同的打印技术,材料的供给方式和成型机制有所不同。例如,在熔融层积技术(FDM)中,材料通过加热融化后从喷嘴中挤出,按照预定的形状堆积在打印平台上;在光固化成型技术(SLA)中,则利用紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应,来逐层固化并生成三维实体。
固化与后处理:打印完成后,3D打印件可能需要进行固化处理,使其更加坚固。这可以通过自然冷却或人工干预的方式进行。有些材料还需要进行后处理,如去除支撑结构、打磨、喷漆等,以获得更好的外观和性能。