增材制造,通常被我们成为3D打印技术,这种技术的核心在于通过将材料逐层堆叠最终创造出实体模型或物品。目前市面上有多种与3D打印相关的科技,但不论是最终打印出模型样品还是有实用性的部件,今天本文只着重于目前主流的3D打印原理。
从CAD软件模型设计到最终实物成型,增材制造技术一般分为如下几步。
1、CAD
创建数字模型是增材制造的第一步。通常来说使用计算机辅助设计软件computer aided design(也就是我们所说的CAD软件)来设计模型是最常见的方式。从免费版本到为专业人士的量身打造,市面上的CAD软件完全能满足你的创作需要。当然如果考虑到逆向工程(将实物转化为数字模型),可以通过使用3D扫描设备来完成转化。
对于增材制造技术来说,在做相应数字模型设计时必须要注意一些要点,比如物体的几何结构限制、支撑件以及必备空隙。这部分细节会在之后的文章中详细讲解到。
2、STL格式转换&文件操作
当我们用CAD软件设计好数字模型,下一步便是将模型转化为一种特殊的文件格式:STL stereolithography(光固化成型)格式。这种STL格式主要是用多边形来分析数字模型的每个截面。总之意思就是计算机可以通过STL格式文件来分析你所需的模型细节。
一旦STL格式模型生成,电脑程序便会将此文件转化为G-code。G-code 是一种数控程序语言,通常被用于计算机辅助制造程序,比如来控制你的3D打印机做出你想要的模型。与此同时STL模型被送入切片程序分析,这时我们可以对模型的部分参数进行调整,比如支撑件、层高已经模型的取向。
图中蓝色为模型原型,灰色为支撑部件,在切片软件中可以随意调整模型的位置、角度、打印层高等等。
3、打印
3D打印机通常来说含有许多细小且易受影响的部件,所以前期精密的调试和测试对于打印作品十分关键。嗯……这对于任何机械方面来说都是一句废话…
对于打印具体原理以及打印材料我会在之后的文章中详细介绍,这里只是给大家介绍一些整体重要流程。
大多数“打印机”一旦开始工作后,便会按照程序设定好的方式开始打印,也就是说“打印”这个环节其实只是按下按钮这么简单。但打印过程也会因材料耗尽,或者程序出错等原因导致打印失败。对于不同打印原理也有相应的材料添加方法,之后的文章也会详细讨论这些细节。
4、移除打印件
对于一些增材制造技术来说,移除打印件便是将模型从打印台上分离这么简单。但是对于一些高精度工业打印不见来说,这个过程需要复杂的拆卸程序和高度熟练的机器操作员以及安全设备和受控环境。
5、后期处理
打印件的后期处理方式因打印原理不同而异。光固化打印通常需要UV灯进行固化,而FDM则可以直接处理。大多数3D打印模型都可以根据实际用途进行后期处理,比如打磨、上色等等。
接触3D打印时间说短不长,逐渐有自己的体会。
发现周边还是有许多朋友对此行业了解甚少
或还认为处于大学科研阶段。
思来想去打算开设此专栏,仅以微薄之力贡献一份知识与力量