树脂3D打印与金属3D打印的区别

admin 2018-11-16 views
  众所周知,塑料材料一直朝着高强度方向发展,通过增强塑料强度用来直接替换金属用于各类复杂构件,既便宜又质轻,从而使塑料材料在3D打印制造中被广泛应用。
此外,塑料材料还可以避开缺陷向复合化、功能化方向发展,特别是实现多元材料复合,进而赋予塑料特定功能。

       例如,通过3D打印技术制造工艺复杂的智能材料、光电高分子材料、光热高分子材料、光伏高分子材料及储能高分子材料等新材料;利用生物塑料的生物相容性向医学人体组织发展,3D打印在细胞、软组织、器官及骨骼等方面仍具有巨大应用空间,尤其在组织工程应用中具有独特优势。

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       可以预见,在今后10年乃至20年内,塑料材料将仍是主流3D打印材料。
那么,塑料3D打印和金属3D打印究竟有啥区别呢?
       其实,二者不仅原材料性能不同,而且硬件基本物理性能也不同。因此,两种制造解决方案不可互换。
由于AUTOCAD、SolidWorks、NX和CATIA等3D计算机辅助设计(CAD)软件并未对金属或塑料基材进行区分,因此在输入CAD数据时,工程师须进行正确判断。
       第一,就是要清楚地了解二者在温度、支撑材料和后处理等方面的不同需求。
对塑料零件而言,温度的控制往往“没毛病”,但对金属零件而言,温度的控制确是个大问题。
      塑料3D打印最常见的形式就是熔融沉积成型(FDM)。如果零件由于过热而熔化或翘曲,则再次打印的成本不高。即便最后零件报废,也不太会对加工设备造成多么严重的后果。
但这对于金属3D打印就大为不同了。
      高功率激光的烧结或熔化粉末可以产生超过1300摄氏度以上的高温。这些热量,有一些可能会被打印床及周围尚未使用的金属粉末吸收。倘若没有适当的补救措施,那么零件就会发生翘曲或卷曲,进而损坏3D打印机粉末床的刮片。

此外,如果金属零件报废,那么重新制作的成本也较为昂贵。

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支撑材料如何放置?
塑料和金属粉末的3D打印过程需要使用支撑材料。所谓支撑材料,指的是在3D打印过程中辅助制品悬空结构或者中空结构的部位成型,打印完成后需要去除的材料。
塑料零件往往可以使用很多支撑材料,原因很简单,具体如下:
●塑料本质上刚性较小,可能需要更多的外部支撑
(Additional Stability)来承受打印的机械应力。
●塑料支架相对容易拆除,并且零件成品上的痕迹容易清理。

●塑料原材料价格低廉,在使用时不用刻意节省浪费。

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然而,金属打印却有着不同的动力学因素。支撑材料是必需的,但通常情况下,最好的做法就是把支撑材料的使用量降至最低。
另一个理由就是,金属粉末原材料可能较为昂贵,所以,除非是非使用不可,否则就会产生高昂的成本代价。

另外,去除金属支撑材料时不能简单地用手折断,而是可能需要进行大量的后处理操作,耗时耗力。这就大大增加了项目成本,而且,成品的表面外观也很难令人满意。

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后处理
      在3D打印完成之后,塑料和金属零件都需要某种形式的后处理过程,总的来讲,后处理主要分为剥离式和水溶式两种。
而塑料3D打印的优点之一就是,后处理通常可以通过手工或简单工具完成。例如,我司PolyJet技术打印产品的支撑材料,一般可以通过可以手动或者水枪去除,可以配备专门的后处理水槽,简单易操作。
      但对于金属3D打印而言,后处理工作必须足够专业,否则“后果很严重”。这也是为什么塑料打印CAD设计不能简单地切换到金属打印机来实现类似结果的另一个原因。
因此,树脂塑料类3D打印机性价比更高!