增材製造

積層製造是一種「由下而上」的材料堆積製造方法,它透過擠壓、燒結、熔化、光固化、噴塗等方式,逐層堆積特殊金屬材料、非金屬材料和醫用生物材料。這是一種製造技術(透過逐層建造材料來創建物體),最終生成實體物體。積層製造技術通常與電腦輔助設計與製造(CAD/CAM)緊密結合,以實現高效的製造流程。

積層製造是涵蓋多種技術的廣義術語,例如雷射熔覆、電火花加工、3D列印等。通常,最常見的積層製造技術是3D列印。 3D列印是一種利用可黏合材料(例如金屬粉末或塑膠)根據數位模型檔案逐層列印建造物件的技術。愛信目前提供的3D列印服務包括SLA 3D列印(立體光刻成型技術)、SLS 3D列印(立體雷射燒結成型技術)和FDM 3D列印(熔融沈積成型技術)。

常見的3D列印材料包括PLA塑膠、ABS塑膠、尼龍鋁粉、人造橡膠、鑄造蠟、聚酯熱塑性塑膠、金屬粉末、陶瓷粉末、石膏粉末等。其中,ABS塑膠是一種用途廣泛的熱塑性工程塑膠。熱塑性是3D列印耗材的基本要求。例如,汽車零件就是使用這種耗材列印的。

Additive Manufacturing

3D列印技術的生產原理

SLA 3D列印

SLA 3D列印(立體光刻成型技術)採用紫外線雷射在液態熱固性光敏樹脂表面進行聚合,透過繪製數千層薄層形成三維實體模型。 SLA 3D列印具有材質選擇範圍廣、特徵解析度高、表面處理品質高等優點。

SLS 3D列印

立體雷射燒結(SLS)3D列印技術利用電腦控制的高功率雷射光束,根據界面輪廓資訊燒結粉末的固體部分,然後連續循環並逐層堆積,從而製造出複雜且耐用的幾何零件。 SLS 3D列印技術能夠利用填充尼龍材料製造出強度高的零件,適用於功能原型和最終用途零件。

FDM 3D列印

FDM 3D列印(熔融沈積成型技術)利用高溫熔化材料,透過列印頭擠出形成絲狀物,並在組件平台上堆積成型。 FDM是最簡單、最常見的3D列印技術,通常應用於桌面3D列印設備。

3D列印技術的優勢

1. 無需額外成本即可生產複雜產品
2. 產品多樣化不會增加成本
3. 無需組裝
4. 零時間交付(按需印刷)
5. 設計空間無限
6. 零技能製造
7. 材料組合的無限性
8. 佔地面積小、方便攜帶的製造方式
9. 精確複製實體
10. 減少廢棄副產品
Additive Manufacturing

3D列印技術的應用

3D列印已成為醫生的得力助手。如今,醫療產業已經擁有種類繁多的3D列印產品和應用,涵蓋了從器械、器官到手術器械的各個方面。最簡單的應用是利用金屬和塑膠等非生物組織材料來客製化醫療器械,例如義肢、牙科植入物、骨科植入物和助聽器外殼。這項應用已經非常普及。如果技術更進一步,3D列印還可以用於製造血管、軟骨和其他生物組織,甚至可以列印人工肝臟、心臟等等。

在建築業,工程師和設計師已經開始採用3D列印技術製作建築模型,這種模型速度快、成本低、環保,而且製作精美。它不僅完全滿足設計師的需求,還能節省大量材料。

針對不同的零件設計概念,3D 列印可以立即快速列印出來,並考慮不同程度的要求,從而節省時間、精力和成本。

透過3D列印機,每個人都可以獨立設計玩具,設計自己喜歡的玩具模型。對於玩具製造企業而言,利用技術升級傳統的產品開發模式,並採用3D列印機進行產品開發和打樣,可大幅縮短產品開發週期並降低成本。

雖然像 3D 列印的衣服、鞋子和鞋墊這樣的日常生活必需品目前還遙不可及,但它們正在逐漸進入我們的視野,進入我們的生活,甚至在未來貫穿我們的日常生活。

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