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3D打印機基于增材制造原理,通過逐層堆積可粘合材料將數字模型轉化為實體物品,其核心流程可分為建模、切片和打印成型三個步驟,以下是詳細介紹:
一、建模
數字模型創建:用戶需要創建一個三維數字模型,這可以通過三維建模工具(如Tinkercad、123D Design等)實現。如果已有實物,也可以通過3D掃描儀獲取其三維數據,生成對應的數字模型。
模型設計細節:在CAD軟件中,設計師可以根據需求繪制出物體的形狀、尺寸和結構等細節。這些細節將直接影響打印出的物體的質量和精度。
二、切片
切片處理:將設計好的三維數字模型導入到3D打印軟件中,軟件會對模型進行切片處理。切片是指將模型沿著特定的方向切成許多薄的截面,這些截面就像是一片片的薄片,每個薄片都包含了該層的輪廓信息和打印參數。
切片參數設定:切片軟件會根據模型的幾何形狀、顏色以及打印機的性能參數來設定每一層的厚度、填充密度等參數。切片的厚度通常在幾十微米到幾百微米之間,切片越薄,打印出的物體表面就越光滑,細節也越豐富,但打印時間會相應延長。
三、打印成型
逐層打印:3D打印機根據切片后的信息,從底層開始,一層一層地將材料堆積起來,形成三維實體。在打印過程中,打印平臺會按照預設的路徑移動,將材料放置在相應位置上。
材料供給與成型:對于不同的打印技術,材料的供給方式和成型機制有所不同。例如,在熔融層積技術(FDM)中,材料通過加熱融化后從噴嘴中擠出,按照預定的形狀堆積在打印平臺上;在光固化成型技術(SLA)中,則利用紫外光照射液態光敏樹脂發生聚合反應,來逐層固化并生成三維實體。
固化與后處理:打印完成后,3D打印件可能需要進行固化處理,使其更加堅固。這可以通過自然冷卻或人工干預的方式進行。有些材料還需要進行后處理,如去除支撐結構、打磨、噴漆等,以獲得更好的外觀和性能。