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3D打印:重新定義制造業(yè)的未來(lái)

優(yōu)可測(cè) ? 2023-11-17 09:26 ? 次閱讀

3D打印又稱“增材制造”,是快速成型技術(shù)的其中一種,是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀塑料或金屬等材料,來(lái)逐層打印制造物體的先進(jìn)制造技術(shù)。隨著科技的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,3D打印技術(shù)已經(jīng)成為了現(xiàn)代制造業(yè)中的一項(xiàng)重要工具。

一、3D打印技術(shù)原理:

3D打印的原理非常簡(jiǎn)單,它通過(guò)數(shù)字模型切片成許多薄層,然后逐層打印這些薄層來(lái)構(gòu)建物體。這種逐層打印的方法使得3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)的制造,而傳統(tǒng)的制造方法很難達(dá)到同樣的效果。通過(guò)3D打印,我們可以打印出各種各樣的物體,包括零件、模型、原型、醫(yī)療器械、航天結(jié)構(gòu)件等等。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在汽車制造、航空航天、生物醫(yī)學(xué)、藝術(shù)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

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二、3D打印技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇:

1、材料創(chuàng)新:

隨著對(duì)材料的不斷研發(fā)和改進(jìn),3D打印技術(shù)可以使用的材料種類越來(lái)越多。除了傳統(tǒng)的塑料、金屬和陶瓷材料外,還有生物材料、復(fù)合材料等新材料的應(yīng)用,為各行各業(yè)提供了更多的選擇。

2、工業(yè)制造:

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低,3D打印技術(shù)在工業(yè)制造中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。3D打印技術(shù)可以提高生產(chǎn)效率、降低成本,并且能夠?qū)崿F(xiàn)更加復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造。

3、生物醫(yī)療:

3D打印技術(shù)在醫(yī)療和健康領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。通過(guò)3D打印技術(shù),醫(yī)生可以為患者制作個(gè)性化的醫(yī)療器械、假體以及生物材料等,降低治療成本、提高治療效果和患者的生活質(zhì)量。

4、個(gè)性化定制:

現(xiàn)代社會(huì)注重個(gè)性化和差異化,3D打印技術(shù)能夠很好地滿足個(gè)性化定制的需求。無(wú)論是個(gè)人消費(fèi)品還是工業(yè)產(chǎn)品,3D打印技術(shù)可以根據(jù)個(gè)體的需求進(jìn)行定制生產(chǎn),提供更加個(gè)性化的產(chǎn)品和服務(wù)。

三、3D打印領(lǐng)域的精密檢測(cè)需求:

在3D打印之前,需要對(duì)原始設(shè)計(jì)模型的尺寸、三維形貌等進(jìn)行測(cè)量,以便后續(xù)核驗(yàn)產(chǎn)品是否符合性能和質(zhì)量要求。此時(shí)可以通過(guò)使用光學(xué)掃描儀,如3D線激光測(cè)量?jī)xAR系列,對(duì)模型的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量,以便進(jìn)行后續(xù)3D打印的操作。

在3D打印過(guò)程中,有時(shí)需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品尺寸變化和形狀偏差,有時(shí)還需監(jiān)測(cè)鋪料高度和打印平臺(tái)位移距離等,此時(shí)均可將位移傳感器光譜共焦位移傳感器AP系列等,集成到3D打印設(shè)備中,以便實(shí)時(shí)獲取打印產(chǎn)品的尺寸信息或者原料和平臺(tái)的位移距離,檢測(cè)是否發(fā)生偏差。若發(fā)生偏差,即可及時(shí)校準(zhǔn)、調(diào)整打印參數(shù),確保打印出來(lái)的物體尺寸、形貌等參數(shù)符合預(yù)期目標(biāo)。

在3D打印完成后,需要檢測(cè)打印產(chǎn)品的尺寸、形狀、表面粗糙度、平整度等參數(shù)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求與質(zhì)量要求,此時(shí)便可用以壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的白光干涉儀,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行表面粗糙度和微觀三維形貌進(jìn)行精密測(cè)量,確保產(chǎn)品的質(zhì)量符合要求。

以下是優(yōu)可測(cè)精密測(cè)量?jī)x器及傳感器在3D打印領(lǐng)域的檢測(cè)案例。

(1)優(yōu)可測(cè)3D線激光測(cè)量?jī)xAR-7000系列檢測(cè)3D打印塑料立方體樣件:

因3D打印原理上是通過(guò)逐層打印堆積材料來(lái)制造物體的,會(huì)產(chǎn)生一定的線痕,此產(chǎn)品又對(duì)平面度有著具體的要求,因此需要對(duì)塑料立方體樣件進(jìn)行線痕的三維形貌分析與平面度的測(cè)量。

wKgZomVWv3GAdHDkAB_qCv3oVXk411.pngwKgZomVWv3uAJfvaAAPU1PqWX40550.png平面度=154.364μm

(2)優(yōu)可測(cè)光譜共焦位移傳感器AP-5000系列配合液體3D打印機(jī)(SLA工藝):

SLA工藝作為高級(jí)的增材制造工藝,主要應(yīng)用于原型設(shè)計(jì)階段,為產(chǎn)品研發(fā)提供原理驗(yàn)證。液體3D打印過(guò)程中需要一層層地鋪料,鋪完一層用激光去固化光敏鋪料,然后繼續(xù)鋪下一層。每一層打印完成后,打印平臺(tái)會(huì)向下移動(dòng),為后面的打印騰出空間。

因激光固化對(duì)激光照射到物體表面的距離極其敏感,所以打印過(guò)程中需要管控每次鋪料的高度,此時(shí)光譜共焦位移傳感器AP系列即可集成到3D打印設(shè)備當(dāng)中,用于監(jiān)測(cè)液體鋪料的高度。

wKgaomVWv6GARiSNAAQvRR4zZ78069.pngwKgZomVWv6uAaEPcACbxS3tRg7A911.png

(3)優(yōu)可測(cè)白光干涉儀AM-7000系列檢測(cè)3D打印非球面透鏡:

相對(duì)于傳統(tǒng)的透鏡制造,3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀的設(shè)計(jì)和制造,這意味著非球面透鏡可以更好地滿足特定的光學(xué)需求。還可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制,可以根據(jù)具體需求和要求進(jìn)行定制制造,而傳統(tǒng)的透鏡制造則往往需要大批量生產(chǎn),因此3D打印制造非球面透鏡比傳統(tǒng)透鏡制造具有更大的靈活性和高效性。

wKgZomVWwDCAP1PhAB96hXzuz70639.png3D打印非球面透鏡表面粗糙度曲率半徑測(cè)量

(4)優(yōu)可測(cè)白光干涉儀AM-7000系列檢測(cè)3D打印金屬樣件:

wKgZomVWwEGAFiV6ADGKLzOJHhA665.png3D打印金屬樣件的表面粗糙度測(cè)量

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