3D打印建筑知识你知多少-3D打印
说到3D打印,对于我们来说并不陌生,它是一门非常精湛的技术工艺,应用它制作出来的产品非常的真实化,给我们产品增添了不少色彩,让我们的产品变得更加的丰富。3D打印的特点非常多,应用范围领域十分广泛,是我们各工业生产上必不可少的技术,那么大家对它的了解有多少呢,就拿在建筑行业来说吧,让小编来为你介绍下相关详情。 在建筑行业里,我们的3D打印技术顺应产业革命的发展,将使大规模的个性化生产成为可能,逐步实现快速建造和产业化生产,并会创造出大量的传统工艺无法生产的新型材料,这将会带来**制造业经济的重大变革,让我们身边更加的多姿多彩。 3D打印建筑是利用工业机器人逐层重复铺设材料层构建自由形式的建筑结构的新兴技术,这种工艺原理叫做增材制造,通过逐层累积终形成一个成品,要想更好的利用这样一个技术,我们要对其掌握一定的知识,熟悉相关的流程才会更加的顺利。 3D打印建筑的技术与传统施工工艺相比它的主要优势有非常多,也正是如此受到广大人们的喜爱。如下: 1.施工速度至少要快10倍,且建筑类型、复杂性等因素不会增加建设成本 2.还有它不需要模板,定制型强,可塑性好,可打印出任何细节特点与复杂曲面、管道等 3.其次还有就是它可以使消费者根据自己的需求量身定制产品 4.而且还有可以就地取材,较大节省建造的运输成本 5.整体结构成形,建筑抗震性能大大增强,这也是非常关键的 通过以上小编为你介绍的3D打印建筑知识之后,大家对我们3D打印是不是有了更深的了解呢,如对这方面感兴趣,欢迎各位新老顾客前来咨询
3D打印机不需要传统的刀具、夹具、机床或任何模具,就能直接把计算机的任何形状自动、快速、直接和比较精确地将计算机中的三维设计转化为实物模型,得益于3D打印机大异于传统注塑成型工艺的特性,越是复杂非实心的物体,加工速度越快,越节省原材料成本,因此比较擅长个性化、多样化产品的制造。
制造成本方面,由于注塑成型的原材料的广泛易得,其大规模、快速进行标准化生产的特性,也有利于降低单个产品成本,因此,从制造成本而言,注塑成型的成本远低于3D打印技术。不过,对于工业制造来说,3D打印真正节约成本的环节在于修改原型环节,修改原型只需要修改CAD模型,不会产生任何制造成本。
而在注塑成型中,如果原型是钢材模具,修改成本会相对较低,但如果使用的是铝合金制模工具,成本就要高出很多。这也是目前很多从事模具设计的企业或个人,会选择的3D打印机进行模具设计打印的原因。
目前,复杂金属零件/模具快速制造技术在航空航天等**产业中的应用十分显著。SLM可直接生产高密度、高强度、高精度等任意复杂形状的机械性能良好的金属零件/模具,加快制造速度,降低成本。更重要的是,SLM可以制造传统制造方法无法加工的复杂金属零件/模具。
自1998年以来,华中科技大学国家重点模具实验室快速制造中心对高性能、高可靠性、低成本的SLS主机及其软件、适合不同用途的低成本SLS材料及其制备方法、塑料零件、金属零件、成型冷却通道模具的快速制造技术进行了系统的研究,并取得了技术创新和突破。较终目标是形成一套适合我国国情的高性能、高可靠性、低成本的SLS快速制造系统,并在我国推广应用,以提高新产品的开发速度和参与国际竞争的能力。
SLS法在制备聚合物、陶瓷、覆膜砂、生物等粉末材料方面具有许多优势。然而,在成形金属零件和模具时,成形产品存在着密度低、力学性能差、精度差等缺陷,需要通过金属浸渗等复杂的后处理工艺来使用。因此,近年来,在SLS快速成型技术的基础上,形成了一种新的SLM快速成型技术。利用低功率激光,可直接快速制造各种密度达**,精度小于0.1mm的复杂金属零件/模具。SLM零件只需少量通过即可。加工(如抛光等)*其它后处理技术即可达到高精度,具有广阔的应用前景。
SLM技术的工作原理与SLS技术的工作原理相同。用激光束扫描金属粉末分层法制备了所需金属零件/模具。不同的是,SLM技术可以将一定厚度的金属粉末全部熔化在金属零件/模具CAD模型的实体切片中,直接生产高密度的金属零件/模具。德国是**个研究可持续土地管理技术的国家。2003年底,MCP-HEK将SLM系统引入市场。英国利物浦大学是**个购买和使用可持续土地管理系统的用户。
3D打印技术发展前景可观
随着3D打印技术的不断发展,它已广泛应用于垂直行业,因此工业应用将是3D打印市场份额的较大组成部分。
东莞作为国际*的制造业城市,在信息技术产业、精密机械等行业持续快速发展的推动下,一批五金模具企业层出不穷。长安、横沥等地也已成为东莞五金模具行业的重要城镇,模具的发展势头也十分强劲。据有关统计,模具产业每1亿元,就可以带动100亿元相关产业的发展。
模具和3D打印计划的结合将产生意想不到的化学反应。一是现代工业不可或缺的工具,二是高科技,两者的融合将给东莞工业带来质的飞跃。
据广东省机械模具科技促进协会副秘书长、副会长、华南理工大学机械与汽车工程学院副院长刘斌介绍,随着技术的成熟和配套的改进,工业3D打印机开始在汽车、模具开发等领域推广应用。以模具和模具工业为例,3D印刷的验收越来越高。
今年以来,作为模具工业主要聚集地的东莞,已经开始推出3D打印设备。如果未来3D打印设备的大规模应用,将颠覆东莞模具行业的生产模式。
3d打印模具的条件
1 设备
(1) SLS设备包括主机和控制系统。
SLS系统主机由自动送粉装置、升降台、预热装置、激光扫描装置、检测装置等组成。针对目前国内外直接用SLS系统制造大尺寸零件的困难,华中科技大学从预热装置、预热温度控制、激光扫描等方面解决了大尺寸SLS零件易变形的问题,开发了目前世界上较*作台(500 mm×500 mm)的SLS系统。系统主要性能参数为:激光器,CO 250W;激光定位精度0.02mm;激光较大扫描速度5m/s。SLS控制系统的硬件由控制系统、传感器检测装置和驱动单元组成。为了实现高性能、高可靠性和低成本,提出了一种基于软件芯片的控制系统结构。控制系统由接口模板、驱动单元、检测装置等组成。该软件用于实现硬件完成的多个功能。在保证系统可靠性和技术指标要求的前提下,大大降低了控制系统的硬件成本。
(2) 真空注型设备。
利用SLS原型(或其他原型零件)快速制作硅橡胶模具,利用该模具,可以在真空铸造设备中快速小批量地将塑料制品浇注出来。真空注射设备是华中科技大学研制开发的。较大浇注尺寸为680 mm×480 mm×540 mm。
2 材料
(1) 低成本SLS粉末材料。
国外SLS粉体材料的价格非常昂贵,只卖给购买SLS系统的用户。材料的配方和制备方法是严格保密的。因此,在分析和比较国外同类材料的基础上,以国内原料为研究对象,在对粉末烧结材料的吸热、导热、收缩、熔点、玻璃化转变温度、熔体粘度和流动性等物理性能进行了大量研究和实验的基础上,研制了适合不同用途的八种具有自主知识产权的SLS粉末材料。即聚苯乙烯(PS)基体、高冲击聚苯乙烯(HIPS)基体、PS/碳纳米管复合材料、聚酰胺(PA)/玻璃微珠复合材料四种高分子粉末材料、铁基、不锈钢基体、自热三种金属粉末材料、1种涂层砂SLS粉末材料,其综合指标均达到了国内外同类材料的水平。
(2) 真空浇注材料。
聚氨酯弹性体以其高强度、高硬度、高模量等优良的综合性能广泛应用于汽车、建筑、轻工、航天等领域。但是,由于普通聚氨酯树脂的透光性和耐热性较差,其应用范围受到限制。因此,提高聚氨酯树脂的耐热性,生产高透明、高强度、高硬度、高模量的树脂,已成为聚氨酯材料研究的热点。华中科技大学快速制造中心成功开发了一系列真空浇注用透明聚氨酯树脂材料。
3 软件
软件包括在线实时区域自适应切片软件、直接切片软件系统、工艺规划智能系统、二维中空软件等。
4 工艺
(1) 塑料功能零件的制造。
对于强度要求较低(小于15 MPa)的塑料功能件,为了克服国外尼龙基结晶聚合物粉末材料塑料功能件的缺陷,建议先用非晶态聚合物粉末材料制造塑料零件,再渗透树脂增强。针对高强度(大于15 MPa)的塑料功能件,采用SLS法直接制备了华中科技大学快速制造中心研制的尼龙基粉末材料。
(2)结合传统铸造工艺。
利用SLS技术提高传统铸造工艺的水平,主要方法是利用SLS技术制造模具和砂模(芯)。目前国外熔模铸造用SLS材料价格昂贵,汽化温度高(1000℃以上),不适合我国现有的传统铸造工艺。为此,我们提出了开发低成本SLS材料的技术方案,并与我国传统的精密铸造技术相结合。
(3)金属零件/模具的快速制造工艺。
在自行研制的低成本SLS金属粉末材料的基础上,探索了一套具有后续冷却通道的复杂金属零件和模具快速制造的工艺路线。
保时捷名车应用3D打印技术改进性能
Champion Motorsport是一家的**公司,专门为保时捷、兰博基尼、玛莎拉蒂和法拉利等豪华车进行零部件升级和改装。其产品之一是用于Porsche997涡轮增压进气管。原来的保时捷997实际上非常快。根据许多美国汽车杂志,该模型可以在从0到60mph的大约3.4秒内达到180英里/小时的高速度,但是对于一些人来说,它仍然不够快。为了优化跑车的性能,冠军使用碳纤维制成改进的进气管。因为碳纤维具有高强度、轻薄的特点。碳纤维的使用使工程师能够增加导管的内部尺寸,同时保持制造商产品规范要求的外部尺寸。管的内部尺寸的增加意味着更多的空气流能够通过,这提高了发动机的整体性能。但Champion的技术团队发现,当碳纤维进气管以传统方式制造时,结果往往令人沮丧。因为他们经常面临痛苦的选择:要么牺牲进气,要么牺牲美丽..问题是传统的加工方法不能生产出内外表面完全光滑的管道。根据TiangongSociety的说法,以前的制造过程通常需要分成两个部分,然后进行组合。这意味着该部分将比整个一次性形成的部分更脆弱。而整体模制的那些部件需要使用牺牲砂芯,而终制造的部件通常不能在这种高端产品的美学上达到所需的表面光洁度。于是,冠**程师们转而使用3D打印技术制造“可溶性模具”来制造自己的进气管。公司董事工程师ChrisLew表示,他们使用了3D打印公司的Forus3D制造系统和基于FDM的StratasyS3D打印机,通过打印可溶的模具来完成碳纤维成型的任务。他们制作的模具可以用碳纤维360度包裹,消除了制作成品所需的任何接缝技术。所有的工人都必须使用该溶液来去除模具,剩下的全部是完全光滑的管道。柳传志称之为“神奇公式”。工程师说,3D打印工艺制造的模具是由可溶性材料特别支持的。模具完全由碳纤维包裹。封装完成后,工人只需将成品零件浸入溶液中,使可溶性支架完全溶解,只留下成品碳纤维进气管。