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3d與4d打印技術的區別

4D打印是什么?按照斯凱拉•蒂比茨的概念來解釋,就是自我組裝,即材料自動變成預設的模型。4D打印技術使快速建模有了根本性的轉變,直接將設計置入材料中,簡化了從設計理念到實物的造物過程,讓物體如機器般自動創造,不需要再連接任何復雜的機電設備。

4D打印是通過3D打印機把己進行軟件編程的設計置入材料中,打印成型,此時4D打印成品己制造出來,之后的過程則是打印成品按照預設的模型進行自我重塑,可見在打印出成品后還有一個自我“造物”的過程。產品這種自我變形、自我組裝的能力伴隨材料的始終。

3d與4d打印技術有什么區別

4D打印較傳統的制造業和3D打印的神奇之處就在于此:4D打印這一過程不再是造物呈現的終結,而僅僅是提供一條造物路徑,是造物呈現的開始。這也是4D打印與3D打印技術最本質的區別。

而3D打印,在物體3D打印機成型后,整個打印流程便可完成。

(一)從3D打印建模的數據來源來說,有兩種應用方式。

其一,先進行三維設計,再建立三維數字模型,然后進行三維打印,最終形成實體模型。

其二,先進行三維掃描,再建立三維數字模型,然后進行三維打印,最終形成實體模型。

可以說,3D打印就是一個數據建模到3D打印再到實體模型的過程。

(二)從3D打印的材料來說,也可以有兩種方式。

其一,快速原型制造。這種方式采用的是高分子聚合材料,是目前公眾所了解的大多3D打印成果和案例的打印方式,是通過高分子聚合材料的物理和化學反應來實現產品制造的。

例如,3D打印光敏樹脂的快速原型制造過程:

第一步:在樹脂槽中盛滿液態光敏樹脂,經過紫外線激光束照射快速固化。在成型過程開始時,使可升降的工作臺處于液面下一個截面層厚的高度,聚焦后的紫外激光束在計算機的控制下,按照截面輪廓的要求,沿液面進行掃描,使被掃描區域的樹脂固化。從而得到該截面輪廓的樹脂薄片。

第二步:工作臺下降一層薄片的高度,已固化的樹脂薄片就會被一層新的液態樹脂所覆蓋,以便進行下一層激光掃描固化.新固化的一層牢牢鉆結在前一層上。

第三步:重復操作,直到整個產品成型完畢。

第四步:升降臺升出液體樹脂表面,取出工件,進行清洗、二次固化以及表面光潔處理等。

從以上過程可以看出,這一方式是自上而下逐層進行打印的。

其二,金屬構件等直接制造。這種方式采用的材料是金屬粉末、陶瓷粉末、塑料粉末等,主要是采用高功率的能量束,如激光或電子束作為熱源,使粉末材料進行選區熔化,冷卻結晶后形成嚴格按設計制造的堆積層,堆積層連續成型,形成最終產品。

例如,3D打印金屬材料的制造過程:

第一步:鋪一層材料粉末。

第二步:使用噴嘴將黏合劑噴在需要成型的區域,使材料粉末黏結,從而形成一個零件截面。

第三步:不斷重復鋪粉、噴涂、鉆結的過程,逐層疊加。

第四步:打印出產品。

從以上過程可以看出,這一方式是自下而上逐層累加進行打印的。

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