光敏树脂3d打印机原理（光敏树脂3d打印机原理视频）

3D打印机的原理是什么？

3D打印与激光成型技术一样，采用了分层加工、叠加成型来完成3D实体打印。每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用。

3D打印原看似复杂，其实很简单

看了很多3D打印的视频和模型，你会被它神奇的克隆能力惊呆了，这太神奇了，完全是神奇的克隆机器嘛。这样的高科技到底是怎么工作的呢？

说起它的原理，它一点都不复杂，其运作原理和传统打印机工作原理基本相同，也是用喷头一点点“磨”出来的。只不过3D打印它的喷的不是墨水，而是液体或粉末等“打印材料”，利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

它的工作步骤是这样的：使用CAD软件来创建物品，如果你有现成的模型也可以，比如动物模型、人物、或者微缩建筑等等。然后通过SD卡或者USB优盘把它拷贝到3D打印机中，进行打印设置后，打印机就可以把它们打印出来，其工作结构分解图如下。3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样，都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成的，打印原理是一样的。3D打印机主要是在打印前在电脑上设计了一个完整的三维立体模型，然后在进行打印输出。

3D打印原理是什么

3D打印原理是什么

3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。下面我为大家带来3D打印原理是什么，希望大家喜欢！

1. 技术原理

3D打印技术与激光成型技术基本上是一样的。简单来说，就是通过采用分层加工、迭加成形，逐层增加材料来生成3D实体。称它为“打印机”的原因是参照了其技术原理，3D打印机的分层加工过程与喷墨打印机十分相似。首先是运用计算机设计出所需零件的三维模型，然后再根据工艺需求，按照一定规律将该模型离散为一系列有序的单位，通常在Z向将其按照一定的厚度进行离散，把原来的三维CAD模型变成一系列的层片;然后再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，然后系统后自动生成数控代码;最后由成型一系列层片并自动将它们连接起来，最后得到一个三维物理实体。

2. 优点

一、最直接的好处就是节省材料，不用剔除边角料，提高材料利用率，通过摒弃生产线而降低了成本;

二、能做到很高的精度和复杂程度，除了可以表现出外形曲线上的设计;

三、不再需要传统的刀具、夹具和机床或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件;

四、它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型，甚至直接制造零件或模具，从而有效的缩短产品研发周期;

五、3D打印能在数小时内成形.它让设计人员和开发人员实现了从平面图到实体的飞跃;

六、它能打印出组装好的产品，因此它大大降低了组装成本。它甚至可以挑战大规模生产方式。

3. 缺点

任何一个产品都应该具有功能性，而如今由于受材料等因素限制，通过3D打印制造出来的产品在实用性上要打一个问号。

①强度问题：房子、车子固然能“打印”出来，但是否能抵挡得住风雨，是否能在路上顺利跑起来，仍是一个必须面对的问题;

②精度问题：由于分层制造存在“台阶效应”，每个层次虽然很薄，但在一定微观尺度下，仍会形成具有一定厚度的一级级“台阶”，如果需要制造的对象表面是圆弧形，那么就会造成精度上的偏差;

③材料的局限性：目前供3D打印机使用的材料非常有限，无外乎石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等，能够应用于3D打印的材料还非常单一，以塑料为主，并且打印机对单一材料也非常挑剔。

4.3D打印技术在高分子材料中的应用

1. 高分子原材料的种类

作为3D打印的重要环节，材料方面也是起到举足轻重的作用的，目前常用的3D打印高分子材料有聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯和ABS等。在光固化立体印刷中的齐聚物的种类繁多，其中应用较多的主要包括如聚氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂以及氨基丙烯酸树脂。

2. 常见应用工艺

目前应用较多的3D打印高分子材料技术主要包括光固化立体印刷(SLA)、熔融沉积成型( FDM)、选择性激光烧结(SLS)等。

5.光固化立体印刷

光固化3D打印(SLA)工作原理与喷墨打印类似，在数字信号的控制下，喷嘴工作腔内的液体光敏树脂在瞬间形成液滴，在压力作用下喷嘴喷出到指定的位置，然后通过紫外光对光敏树脂固化，固化后逐层堆积，得到成形零件。成形过程如下：首先根据零件截面的形状，控制打印喷头沿X、Y轴运动，在既定截面的相关实体区域打印实体材料，在支撑区域打印支撑材料，并在紫外光的照射下进行固化，然后打印平台沿Z轴下降一定高度，喷头接着打印固化下一层，如此逐层打印固化直至工件的完成，最后除去工件中的支撑材料即可获得所需的工件。

光固化3D打印材料由光固化实体材料与支撑材料组成，其中支撑材料根据其固化方式不同又可分为相变蜡支撑材料和光固化支撑材料。光固化支撑材料通常俗称光敏树脂，主要由齐聚物、反应性稀释剂(活性单体)、光引发剂以及其它助剂组成。国外由于起步较早，并且3D打印机能够为光敏树脂的研究提供实验器材的支持，因而国外在3D打印光敏树脂做的较为成熟。目前国外做的最好的就是以色列OBJET公司以及美国的3DSystems公司，这两个公司占据了绝大部分3D打印光敏树脂的市场。但是这些公司把光敏树脂作为核心技术，成果很少对外公布，并且将这些光敏树脂与其生产的光固化3D打印机捆绑销售。

6. 光固化3D打印原理图

光固化立体印刷制备生物可降解支架材料的高分子原料包括光敏分子修饰的聚富马酸二羟丙酯(PPF)聚(D，L-丙交酯)(PLA)聚( -己内酯)(PCL)、聚碳酸酯、以及蛋白质多糖等天然高分子. 为了降低液态树脂原料的黏度，还需要加入小分子的溶剂或稀释剂，常用的如可参与光聚合反应的富马酸二乙酯(DEF)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)，以及不参与聚合反应的乳酸乙酯，该技术获得的3D成型材料具有可调控的孔尺寸孔隙率贯通性和孔分布。

7.熔融沉积成型

熔融沉积成型( FDM) 是采用热熔喷头，使得熔融状态的材料按计算机控制的路径挤出沉积，并凝固成型，经过逐层沉积凝固，最后除去支撑材料，得到所需的`三维产品(图2 )。FDM技所使用的原料通常为热缩性高分子，包括ABS、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯等.该技特点是成型产品精度高表面质量好成型机结构简单无环境污染等，但是其缺点是操作温度较高。

近年来，利用FDM技术制备生物医用高分子材料也受到越来越多的重视，尤其是以脂肪族聚酯为原料制备生物可降解支架材料，取得了相当多的进展。材料的性质受到压力梯度熔体流速温度梯度等影响，聚酯与无机粒子的复合物也能用于熔融沉积成型制备3D支架材料。

8.选择性激光烧结

选择性激光烧结(SLS)是采用激光束按照计算机指定路径扫描，使工作台上的粉末原料熔融粘结固化。当一层扫描完毕，移动工作台，使固化层表面铺上新的粉末原料，经过逐层扫描粘结，获得三维材料。与SLA技术通过紫外光逐层引发液态树脂原料发生聚合或交联反应不同，SLS技是通过激光产生高温使粉末原料表面熔融相互粘结来形成三维材料。SLS技术常用的原料包塑料陶瓷金属粉末等。其优点是加工速度快，无需使用支撑材料，但缺点是成型产品表面较糙，需后处理，加工过程中会产生粉尘和有毒气体，而且持续高温可能造成高分子材料的降解，及生物活性分子的变形或细胞的凋亡，该技术不能用于制备水凝胶支架。以生物可降解高分子为原料，利用SLS技术，也是制备外部形态和内部结构可控3D医用高分子材料的有效途径。对支架性能产生影响的主要参数包括颗粒尺寸激光能量激光扫描速率部分床层温度等。

9.3D打印技术高分子材料的应用行业介绍

(1)机械制造：3D打印技术制造飞机零件、自行车、步枪、赛车零件等。

(2)医疗行业：在医学领域，借助3D打印制作假牙，股骨头、膝盖等骨关节技术应用也非常广，技术越来越成熟。

(3)建筑行业：工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的建筑模型，这种方法快速、成本低、环保，同时制作精美，完全合乎设计者的要求。同时又能节省大量材料。

(4)汽车制造行业：用3D打印技术为汽车公司制造自动变速箱的壳体。汽车公司会对变速箱进行各种极端状况下的测试，其中一些零件就是用3D打印方法做的。定型了以后，再开模具，然后按照传统制造方法批量生产.这样成本就会大大降低。

3D打印技术代表制造业发展新趋势，它和其他一些数字化生产模式的涌现将推动实现第三次工业革命。可以充分应用高分子材料的成型技术中，制备复杂的一体化高分子材料器件，高分子医用行业将成为3D打印技术带来发展机遇，同时高分子材料将为3D打印技术提供轻质、高强、耐腐蚀的特点。

10.限制因素

10.1.材料的限制

3D打印胚胎干细胞虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印， 但无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外，打印机也还没有达到成熟的水平，无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料。

研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展，但除非这些进展达到成熟并有效，否则材料依然会是3D打印的一大障碍。

10.2.机器的限制

3D打印技术在重建物体的几何形状和机能上已经获得了一定的水平，几乎任何静态的形状都可以被打印出来，但是那些运动的物体和它们的清晰度就难以实现了。这个困难对于制造商来说也许是可以解决的，但是3D打印技术想要进入普通家庭，每个人都能随意打印想要的东西，那么机器的限制就必须得到解决才行。

10.3.知识产权的忧虑

在过去的几十年里，音乐、电影和电视产业中对知识产权的关注变得越来越多。3D打印技术也会涉及到这一问题，因为现实中的很多东西都会得到更 加广泛的传播。人们可以随意复制任何东西，并且数量不限。如何制定3D打印的法律法规用来保护知识产权，也是我们面临的问题之一，否则就会出现泛滥的现象。

10.4.道德的挑战

3D打印枪械[14]道德是底线。什么样的东西会违反道德规律是很难界定的，如果有人打印出生物器官和活体组织，在不久的将来会遇到极大的道德挑战。

10.5.花费的承担

3D打印技术需要承担的花费是高昂的。第一台3D打印机的售价为1万5。如果想要普及到大众，降价是必须的，但又会与成本形成冲突。

每一种新技术诞生初期都会面临着这些类似的障碍，但相信找到合理的解决方案3D打印技术的发展将会更加迅速，就如同任何渲染软件一样，不断地更新才能达到最终的完善。

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光固化3D打印机平时如何工作的？

分类：

光敏树脂3D打印机按光源可分为LCD和DLP两种。

工作原理：

LCD技术是通过紫外灯发出光源，而后通过LCD屏“切割”出每一层的形状。这种技术的最大亮点就是能够一次性固化一次性固化整层，直至模型打印完成。这个技术的代表机型为纵维立方Mono X。

DLP技术应用的光源来源于投影仪。投影器每一次将模型切面做为平面图像照射到树脂液中使其固化，使用这种方法由于每次形成一个表面，所以打印的时间只取决于要打印物体的高度。

材质：

感光树脂，字面上是指对感光树脂材料，在光照的作用下可以快速固化。另外，光敏树脂的成分是由光引发剂、单体聚合物和一种预聚物混合而成的，能够在特定波长的紫外线聚焦下固化。

成品：

精密模型要求更高的精度和表面质量，例如手工艺品、珠宝或精密装饰物等。

成品特点：

3D打印机打印出的物品，表面较为平滑，成型质量较好。

作业过程：

光敏树脂3D打印机的材料为光敏树脂，通过三维打印软件控制紫外线激光照射材料表面，树脂可以从液体变成固体。激光点印刷的位置使接触处硬化，不接触处则保持液体状态。

光束照射+刮板抹平，这两步一遍又一遍。每次打印一个图层，模型也随之下降，然后继续打印新的图层。激光固化工艺，即光敏树脂3D打印工艺。在模型实现之前，这些步骤将持续重复。

在3D打印机实现打印过程后，将树脂槽托板托出整个物体。剩余的液体料仍留在树脂槽内，可用于其它打印。小编提议打印后的模型将进行必要时的人工除去支撑和其它处理(包括磨面、喷漆表面等)。

3D打印的耗材一般是什么？一般又是怎么打印出来的？

3D打印机的耗材有PLA、ABS、光敏树脂(液体）、蜡基材料、尼龙粉末、类石膏粉、金属粉末（包括不锈钢、钛合金铁镍合金、钴铬合金等等）。光敏树脂、蜡基材料等材料的种类又很多种，每种材料的熔点、硬度、强度都不一样，不同的3D打印机使用不同的材料进行打印，总体来说，目前3D打印机的打印成本普遍比较高。一般来说，FDM技术使用的是PLA和ABS比较多；光固化成型的使用光敏树脂或者蜡基材料的比较多；尼龙粉末和金属粉末的使用激光烧结的比较多；总体来说都属于增材制造。

3D打印详细介绍

1、定义

3d打印技术是快速成形技术的一种，它运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的多层打印方式，来构造零物件。模具制造、工业设计常将此技术用于建造模型，现在正向产品制造的方向发展，形成“直接数字化制造”。

2、发展历史

3d打印技术起源于20世纪80年代中后期的美国，当时的3d打印机非常巨型而且昂贵。经过20多年的发展，技术逐渐成熟，机器也渐渐小型化，二十一世纪年以来3d打印机的销售逐渐扩大，价格也开始下降，并从最初面向制造业等大型工业用户，逐渐渗透到各个行业，近几年开始向个人及家庭等消费领域扩张。如今，3d打印的商业模式逐渐成熟，产业链基本成型。

3、应用领域

目前，3d打印已经广泛应用于军工、航天、医学、建筑、汽车、电子、服装、珠宝首饰等领域。

4、优点

3d打印技术能够快速生产高端的定制化产品。3d打印技术可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。

3d打印机原理是什么？

3D打印技能实际上是一系列疾速原型成型技能的总称，其基本原理都是叠层制造，由疾速原型机在X-Y平面内经过扫描办法构成工件的截面形状，而在Z坐标连续地作层面厚度的位移，结尾构成三维制件。当前市场上的疾速成型技能分为3DP 技能、FDM熔融层积成型技能、SLA立体平版印刷技能、SLS选区激光烧结、DLP激光成型技能和UV紫外线成型技能等。接下来至诚工业就来说说这六类3D打印技能的原理及其特点。

3DP技能：选用3DP技能的3D打印机运用规范喷墨打印技能，经过将液态连接体铺放在粉末薄层上，以打印横截面数据的办法逐层创立各部件，创立三维实体模型，选用这种技能打印成型的样品模型与实践产物具有相同的颜色，还能够将五颜六色剖析成果直接描绘在模型上，模型样品所传递的信息较大。

FDM熔融层积成型技能：FDM熔融层积成型技能是将丝状的热熔性资料加热消融，一起三维喷头在计算机的操控下，依据截面概括信息，将资料挑选性地涂敷在作业台上，疾速冷却后构成一层截面。一层成型完成后，机器作业台降低一个高度（即分层厚度）再成型下一层，直至构成整个实体外型。其成型资料品种多，成型件强度高、精度较高，首要适用于成型小塑料件。

SLA立体平版印刷技能：SLA立体平版印刷技能以光敏树脂为质料，经过计算机操控激光按零件的各分层截面信息在液态的光敏树脂外表进行逐点扫描，被扫描区域的树脂薄层发生光聚合反应而固化，构成零件的一个薄层。一层固化完成后，作业台下移一个层厚的间隔，然后在原先固化好的树脂外表再敷上一层新的液态树脂，直至得到三维实体模型。该办法成型速度快，自动化程度高，可成形恣意杂乱形状，尺度精度高，首要应用于杂乱、高精度的精密工件疾速成型。

SLS选区激光烧结技能：SLA立体平版印刷技能是经过预先在作业台上铺一层粉末资料（金属粉末或非金属粉末），然后让激光在计算机操控下依照界面概括信息对实心有些粉末进行烧结，然后不断循环，层层堆积成型。该办法制造工艺简略，资料挑选规模广，本钱较低，成型速度快，首要应用于铸造业直接制造疾速模具。

DLP激光成型技能：DLP激光成型技能和SLA立体平版印刷技能比拟相似，不过它是运用高分辨率的数字光处理器(DLP)投影仪来固化液态光聚合物，逐层的进行光固化，因为每层固化时经过幻灯片似的片状固化，因而速度比同类型的SLA立体平版印刷技能速度更快。该技能成型精度高，在资料特点、细节和外表光洁度方面可对抗注塑成型的经用塑料部件。

UV紫外线成型技能：UV紫外线成型技能和SLA立体平版印刷技能比拟相似相似，不一样的是它使用UV紫外线照耀液态光敏树脂，一层一层由下而上仓库成型，成型的过程中没有噪音发生，在同类技能中成型的精度最高，一般应用于精度需求高的珠宝和手机外壳等职业。

3d打印机原理

常见3D打印机原理

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72阅/0回2020-06-24 18:02

如今在市场上出现了大量的3D打印机，越来越多的3D打印机被应用到各种领域，对于刚刚接触3D打印机的朋友来说，面对琳琅满目的3D打印机不知道该如何抉择，现在小编就简单介绍下主流的3D打印技术类型。3D打印机原理

1.FDM(熔融沉积快速成型)：主要材料ABS和PLA等熔融挤出成型(FDM)工艺的材料一般是热塑性材料，如PLA、ABS、尼龙等，以丝状供料，材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。每一个层片都是在上一层基础上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。

2.SLA(光固化成型)：主要材料光敏树脂光固化成型是最早出现的快速成型工艺，其原理是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作。这种液态材料在一定波长和强度的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应, 分子量急剧增大, 材料也就从液态转变成固态。