数ブラウズ：0 著者：サイトエディタ 公開された： 2021-09-01 起源：パワード
3Dプリンティング技術 は、エンリコ ディーニによって設計された機械由来のテクノロジーです。建物全体を印刷できるだけでなく、宇宙船内の任意の物体の形状を印刷することもできます。実際、3D プリンティング技術は世界を変えています。
3D プリンターはラピッド プロトタイピング技術の一種です。これはデジタル モデル ファイルに基づいており、特殊なワックス素材、粉末金属やプラスチック、その他の接着可能な素材を使用して、レイヤーごとに印刷してオブジェクトを構築します。。金型製造や工業デザインなどの分野では、模型の製作や一部の製品の直接製造に使用されており、普及が進んでいる技術でもあります。
3Dプリンティングの技術原理
プリンターの使用は手紙を印刷するのと似ています。コンピューター画面の「印刷」ボタンをタップすると、デジタル ファイルがインクジェット プリンターに送信され、紙の表面にインクの層が噴霧され、インクの層が形成されます。二次元画像。
In 3Dプリント、ソフトウェアはコンピュータ支援設計 (CAD) 技術を通じて一連のデジタル スライスを完成させ、そのスライス情報を 3D プリンタに送信し、固体の物体が形成されるまで連続した薄層を積み重ねます。3D プリンターと従来のプリンターの最大の違いは、使用する「インク」が実際の原材料であることです。
薄い層を積み重ねるにはさまざまな形式があります。一部の 3D プリンターは「インクジェット」方式を使用します。
たとえば、イスラエル人は、 3Dプリンタ Objet という会社は、プリンターのノズルを使用して、液体プラスチック材料の非常に薄い層を金型トレイにスプレーします。次に、このコーティングは処理のために紫外線にさらされます。次に、次の層を積み重ねるために、モールド トレイが非常に短い距離だけ下降します。
米国ミネアポリスに本社を置く別の企業 Stratasys は、「フュージョン成形」と呼ばれる技術を使用しています。全体のプロセスは、ノズル内でプラスチックを溶かし、プラスチック繊維を堆積させて薄い層を形成することです。
印刷媒体として粉末粒子を使用するシステムもあります。粉末粒子を型トレイ上にスプレーして非常に薄い粉末層を形成し、その後、スプレーされた液体結合剤によって層が硬化されます。「レーザー焼結」と呼ばれる技術を使用して、指定された形状に鋳造することもできます。これはまさにドイツの EOS 社が積層プロセス製造機で使用しているテクノロジーです。スイスの企業 Arcam は、真空中で電子の流れを使用して粉末粒子を溶かします。
プリント服
2013年にはすでにヴィクトリアズ・シークレット・ファッションショーで3Dプリント技術で作られた衣服の展示が始まっていた。当時、スーパーモデルのインセイ・エリンソンは、3Dプリンターでプリントした翼、コルセット、頭飾りを着けていた。それは今でも驚くべきことです。。
印刷された人間の義手
3D プリンティング技術は、人体に適した義肢を印刷することもでき、切断患者の身体喪失の治療に役立ちます。また、今日の 3D プリンティング技術によって作られた人間の手足は、偽物と本物のレベルにほぼ達することができます。
必要なものをすべて印刷します
実際、これまでのところ、日常生活のほとんどすべての物体は 3D プリント技術で製造できます。
たとえば、自動車はすでに 3D プリンティング技術を使用して製造できます。現在、大手エンジンメーカーは3Dプリンティング技術を自動車エンジンの製造に活用しようとしているほどだ。
もう一つの例は我が家です。建設会社はすでに3Dプリンターで作った住宅を展示している。見た目はあまり良くありませんが、コストは非常に低いです。費用はわずか 5 万元未満で、自分だけの 3 つのパーティーを開くことができます。土地があなたのものである場合に限り、ホールは 1 つです。3Dプリントでは家や車以外にも、完全に食べられるキャンディーなども安心して作ることができ、美術品や銃などもプリントすることができます。
SLA-ステレオリソグラフィーの外観
SLAは最も初期に実用化されたラピッドプロトタイピング技術であり、その原料は液状の感光性樹脂です。
動作原理は次のとおりです。液体の感光性樹脂を処理タンクに入れます。当初、作業台の高さは液面と断面層の厚さだけ異なります。
集光されたレーザーは、断面形状に合わせて感光性樹脂表面を走査し、感光性樹脂が徐々に固化し、同一断面形状の固体樹脂ワークを作製することができます。
このとき、作業台は断面層の高さだけ下がり、硬化した樹脂ワークは加工槽周囲のレーザー照射されていない液状の感光性樹脂に浸かり、レーザーが照射されます。次の層の断面をたどり始めます。
ワークピースの輪郭をスキャンすると、新しく硬化した樹脂が下の層に付着します。このようなサイクルの後、ワークピースの加工プロセス全体が完了します。次に、完成したワークピースを研磨、電気めっき、塗装、または着色して、必要な製品を取得します。
アドバンテージ：
1. 光硬化成形法は、成熟度の高い最も初期のラピッドプロトタイピング製造プロセスです。
2. プロトタイプは CAD デジタル モデルから直接作成され、処理速度が速く、製品生産サイクルが短く、切削工具や金型が不要です。
3. 複雑な構造や従来の方法では成形が困難な試作品や金型を加工できます。
4. CAD デジタル モデルを視覚化し、エラー修復のコストを削減します。
5. コンピューターシミュレーション計算の結果を検証および確認できる実験用のサンプルを提供します。
6. オンラインで操作でき、遠隔制御できるため、生産の自動化に役立ちます。
欠点:
1. SLA システムのコストが高く、使用と保守のコストが高すぎる。
2. SLA システムは液体上で動作する必要があり、作業環境に対する厳しい要件がある精密機器です。
3. 成形品は主に樹脂でできており、強度、剛性、耐熱性に限界があり、長期保管には適していません。
4. ソフトウェアシステムの操作が複雑で、使い始めるのが難しい。使用されているファイル形式は、ほとんどのデザイナーにとって馴染みのないものです。
5. 樹脂は硬化中に収縮するため、応力や変形が避けられません。
SLS 選択的レーザー焼結
選択的レーザー焼結は、レーザーを使用して固体粉末を層状に選択的に焼結し、焼結成形体の固化層を重ね合わせて必要な形状の部品を形成するものです。全体のプロセスには、CAD モデルの作成とデータ処理、粉末の散布、焼結、後処理が含まれます。
プロセス装置全体は粉末シリンダーと成形シリンダーで構成されます。粉体シリンダーピストン（粉体供給ピストン）は運転中に上昇し、粉体散布ローラーによって成形シリンダーピストン（作動ピストン）上に粉体の層が均一に散布されます。コンピューターはプロトタイプに従ってモデルをスライスします。レーザービームの二次元走査軌道を制御して固体粉末材料を選択的に焼結し、部品の層を形成します。
粉末の層が完成したら、作動ピストンが 1 層の厚さだけ下降し、粉末散布システムに新しい粉末が散布されます。レーザー ビームを制御して、焼結された新しい層をスキャンします。このサイクルは、三次元パーツが形成されるまで、層ごとに繰り返されます。最後に、未焼成粉末は粉末タンクにリサイクルされ、成形品が取り出されます。金属粉末レーザー焼結では、焼結前にワークテーブル全体を一定の温度に加熱することで、成形時の熱変形を軽減し、層間の接合を促進します。
アドバンテージ：
1. SLSは幅広い成形材料を使用します。現在、SLSで処理できる材料は、パラフィン、ポリマー、金属、セラミック粉末およびそれらの複合粉末材料です。成形部品の性能分布は、さまざまな目的に幅広く適しています。
2. SLS は複雑なサポート システムを設計および製造する必要がありません。
欠点:
SLS加工後のワーク表面は粗く、機械的特性を向上させるための後処理工程も複雑になります。(粗さは粉末の直径によって異なります)
LOM積層物品の製造
レーザーカッティングシステムは、紙、プラスチックフィルム、複合材料などのシート材料を原料として、裏面にホットメルト接着剤を塗布した紙の上で、ワークの内側と外側の輪郭を十字に沿ってレーザーで切断します。コンピュータにより抽出された断面輪郭データ。
レイヤーをカットした後、送り機構が新しい紙のレイヤーを重ね、熱接着装置を使用してカットされたレイヤーを貼り合わせてからカットすることで、レイヤーごとにカットして接着し、最終的に立体的なものになります。ワークをLOMによく使われる材料は、紙、金属箔、プラスチックフィルム、セラミックフィルムなどです。この方法では、金型やモデルを作成するだけでなく、構造部品や機能部品を直接製造することもできます。
アドバンテージ：
1. 信頼性の高い作業、優れたモデルのサポート、低コスト、高効率。デメリットとしては、前後の加工に時間と手間がかかり、中空構造の部品を製造できないことが挙げられます。
2. 形成材料: 熱接着剤でコーティングされた繊維紙;
3.部品性能：高級木材と同等。
4. 主な目的: 新製品のサンプル、モデル、または鋳造用の木型を迅速に製造します。
FDM 融合堆積モデリング
フィラメント状の材料（パラフィン、金属、プラスチック、低融点合金ワイヤー）を原料とし、電熱によりワイヤーを溶融温度より若干高い温度（融点より約1℃高い）に加熱する方法です。コンピュータの制御下で、ノズルがxy平面内で移動し、ワークテーブル上の溶融材料をコーティングします。冷却後、ワークピースの層が形成されます。1つの層が形成された後、ノズルが次の層を塗布する高さまで移動します（文献にも書かれています。ワークテーブルが断面層の高さだけ下降し、ノズルが次の断面を印刷します） 、熱可塑性フィラメント状材料が作業台上に層ごとにスプレーおよび印刷され、必要な断面プロファイルが完成します。最終完成まで。
FDM プロセスでは、ポリカーボネート、エンジニアリング プラスチック、およびその 2 つの混合材料など、さまざまな材料を処理に選択できます。
このプロセスにはレーザーが必要なく、使用とメンテナンスが簡単で、コストが低くなります。ABS 製の試作品は、強度が高いため、製品の設計、テスト、評価に広く使用されています。
近年では、PC、PC/ABS、PPSFなどの高強度成形材料が開発され、このプロセスで機能部品を直接製造できるようになりました。このプロセスにはいくつかの重要な利点があるため、このプロセスは非常に急速に発展しており、FDM システムは現在、世界で導入されているラピッド プロトタイピング システムの最大のシェアを占めています。
アドバンテージ：
1. この技術は低公害であり、材料はリサイクル可能であり、小型および中型のワークピースの成形に使用されます。
2. 形成材料: 固体フィラメント エンジニアリング プラスチック;
3. ボトル形状またはその他の中空形状のワークピースの加工は、ワークピースから分離するために水溶性サポート材料を使用することによって達成できます。
4.部品性能：エンジニアリングプラスチックまたはワックス金型と同等。
5.主な用途：プラスチック部品、鋳造用のワックスパターン、サンプルまたは模型。
欠点:
1. SLA処理に比べて処理精度が低い。
2. ワークピースの表面が比較的粗い。
3. 処理時間が長くなります。
3Dプリント
3D 印刷、3DP 技術を使用した 3D プリンターは、標準的なインクジェット印刷技術を使用します。粉末の薄い層の上に液体コネクタを配置し、断面データを印刷して各部品を一層ずつ作成し、三次元ソリッドモデルを作成します。テクニカルプリンティングで作成したサンプルモデルは実物と同じ色で、色解析結果をそのままモデル上に表現することができます。モデル サンプルは大量の情報を伝え、現在最も成熟したカラー 3D プリント テクノロジーです。