《3D打印:正在到来的工业革命(第2版)》——2.6节层叠制造成型技术

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《3D打印:正在到来的工业革命(第2版)》——2.6节层叠制造成型技术

异步社区 2017-05-02 14:53:00 浏览1586
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本节书摘来自异步社区《3D打印:正在到来的工业革命(第2版)》一书中的第2章,第2.6节层叠制造成型技术,作者 【英】Christopher Barnatt(克里斯多夫),更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

2.6 层叠制造成型技术
大多数3D打印工艺挤出的都是半熔融材料、固态感光性树脂或者黏合的粉末。然而,最后还有一种不同于其他3D打印方法的工艺,叫作“层叠制造成型”,即纸张、塑料或金属箔经过激光或刀片的切割黏合在一起进而形成物体层。它还有一个更常见的名字—“分层实体制造技术(LOM)”。

层叠制造成型技术可以通过使用各种机制来实现,但都是以某种方式把材料推到制作平台上。使用的材料要么有背胶,要么在制作过程中涂抹黏合剂。激光或刀片在薄板上切割出物体层轮廓,然后降低制作平台。此过程不断重复,直至打印完成整个物体。

作为基于粉末的3D打印技术,使用层叠制造成型技术制造的物体同样不需要支撑结构,周围的打印材料可以将其固定住。为了避免去除大量材料,打印机可以进行交叉打印。这就需要将小块的纸张、塑料或金属箔手动去除。

早在2001年,我所见到的第一台工作中的3D打印机就是使用层叠制造成型工艺的,机器尺寸为一辆小型汽车大小。当时用该设备测试性打印出了一双鞋的鞋底,并且做工相当不错。实际上,它是利用激光切割将纸张逐层黏合而制造出坚实漂亮的鞋底,看上去像是木头雕刻出来的(需要说明的是,激光切割能使纸张边缘轻微变成棕色)。然而,我被垃圾桶旁大量浪费的材料所震惊,我想这项技术似乎很难持续发展。很偶然的一次机会,2012年我在3D打印研究所见到了这台被捐赠的落满了灰尘的机器,这种特殊的LOM硬件只能在Windows 3.1系统附带的软件上运行,所以已经有很多年都没再使用过了。

1991年发明层叠制造成型技术的Helisys公司已经停业,而其他几家生产层叠制造成型3D打印机的制造商也自那时起陆续进入并离开了3D打印市场,很多评论家认为这是一项已经衰落的技术。然而,这样的说法似乎言之过早,因为最近一些新的层叠制造成型打印机又重新回到了市场上。特别是爱尔兰的Mcor Technologies公司已经推出了两款打印机,使用专有工艺“选择性沉积层叠(SDL)”黏合标准复写纸。

Mcor公司的硬件打印物体的成本低于本章中介绍的任何一种打印技术。这种3D打印机使用A4纸打印的物体体积为256毫米×169毫米×150毫米,而使用信纸打印的体积为9.39英寸×6.89英寸×5.9英寸,分辨率为0.1毫米。Mcor的Iris 打印机甚至能够利用集成的喷墨打印头在每张纸层表面喷洒彩色墨水,用这种方法打印出的全彩色物体有“坚韧、耐用、环保”等特点。

另一家早期使用层叠制造成型技术的企业是Fabrisonic。它开发出了一种名为“超声波增材制造(UAM)”的工艺,通过高频(20000赫兹)振动将金属带焊接在一起,进而创建物体。

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