增材制造过程

为那些从未3D打印过的人了解从设计到最终零件的一般增材制造过程。

介绍

增材制造(有时也称为快速原型制造或3D打印)是一种制造方法,通过构建多层材料来创建固体物体。虽然有许多不同的3D打印技术,但本文将专注于从设计到最终零件的一般过程。不管最终的零件是快速原型还是最终的功能零件,总的过程是不变的。

从最初的CAD设计到3D打印零件,增材制造遵循一系列常规步骤

增材制造过程

1.计算机辅助设计

制作数字模型是增材制造过程的第一步。制作数字模型最常用的方法是计算机辅助设计(CAD)。有很大范围的免费和专业CAD程序与增材制造兼容。逆向工程也可用于通过3D扫描生成数字模型。

有几个设计考虑在为增材制造进行设计时,必须对其进行评估。这些通常集中在特征几何限制上支持、或逸出孔要求,并因技术而异。

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2.STL转换和文件操作

与传统制造方法不同,增材制造过程中的一个关键阶段是需要将CAD模型转换为STL文件。STL使用三角形来描述对象的表面。在将模型转换为STL文件之前,应该考虑几个模型限制,包括物理尺寸、水密性和多边形数。

生成STL文件后,该文件将被导入切片程序。这个程序把STL文件转换成g代码。g代码是一种数字控制(NC)编程语言。它在计算机辅助制造(CAM)中用于控制自动化机床(包括数控机床和3D打印机)。切片程序还允许设计者定制构建参数,包括支持,层高度,以及零件方向。

3.3D打印

3D打印机通常由许多小而复杂的部件组成,因此正确的维护和校准对于产生精确的打印至关重要。在这个阶段,打印材料也被装载到打印机中。增材制造中使用的原材料通常具有有限的保质期,需要小心处理。虽然有些工艺能够回收多余的打印材料,但如果不定期更换,重复使用会导致材料性能下降。

大多数添增材制造机器在打印开始后不需要被监控。机器将遵循自动化流程,通常只有当机器用完材料或软件出错时才会出现问题。

在后处理阶段之前,从打印机中取出3D打印产品,会带有支撑

4、3D打印产品的处理

对于某些增材制造技术,移除打印件就像从构建平台分离打印零件一样简单。对于其他更工业化的3D打印方法,移除打印品是一个高度技术性的过程,涉及在打印品仍被包裹在构建材料中或附着在构建板上时精确提取打印品。这些方法需要复杂的移除程序和高度熟练的机器操作员以及安全设备和受控环境。

内部支撑去除

5.后处理

后处理程序也因打印机技术而异。SLA要求组件在处理前在紫外线下固化,金属部件通常需要在烤箱中消除应力,而FDM部件可以立即处理。对于利用支撑打印的技术打印的支撑,也在后处理阶段被移除。大多数3D打印材料可以进行打磨,并采用其他后处理技术(包括翻滚、高压空气清洁、抛光和着色)来准备最终使用的打印件。

增材制造的名片夹