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3D 印表機影像

簡介 3D 列印

3D 列印是用於創造 3D 物件的積層製程。各種材料結合並固化在一起,構成幾乎任何的幾何形狀,廣泛用於教育課程計畫、業餘愛好者、原型設計、概念驗證,和最終用途功能零件。依據應用類型和預算,目前市面上有各式各樣的 3D 列印技術和材料可選擇,但是截至目前為止,最常用的技術是 FFF (Fused Filament Fabrication;熔融沉積成型)。FFF 3D 印表機最常用的材料是 PLA 或 ABS 塑膠,但是如果採用其他技術,樹脂、碳纖維和金屬也可作為材料,但是這些 3D 印表機的成本效益來得低很多。

所謂積層製程這種程序,是把材料「疊加」在一起以創造出 3D 物件;至於其他的傳統製造方式是運用了減成製程 - 移除材料以創造出 3D 物件,例如 CNC 加工。積層製程能避免浪費材料、時間與成本。

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3D 列印資源 - 3D 列印技術 - 3D 掃描技術 - 3D 列印材料

3D 列印的關鍵優點

1.

縮短
產品上市所需時間

能在公司內部自行迅速而且輕易生產設計,大幅加速任何專案的研究和設計階段。

2.

降低
原型設計成本

3D 列印材料是高成本效益的方式,能為您的設計具體產生多種實體,同時維持對於完整的掌控能力。

3.

生產
訂製零件

依設計做出無法由傳統製造商製造的一次性成品,避免成本昂貴的大量生產。

4.

無限的
可能性

3D 列印是有趣而且多樣化的方式,能產生無限數量的設計,對於專家與自造者都是絕佳的選擇。

3D 列印資源

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3D 列印技術

FFF / FDM (Fused Filament Fabrication / Fused Deposition Modelling) (熔融沉積成型):使用供料至加熱擠壓器頭的持續熱塑性塑料線材。接著這項材料會在大約 180 – 200°C 融化 (取決於材料),並通過列印頭的噴嘴噴出。材料以小層 (可預設層解析度) 列印,每一層列印到其下一層的上方後就會固化。列印頭和列印平台接著會自動移動,以構成所要的 3D 形狀。FFF 3D 印表機可使用兩種材料,讓使用者能隨時以兩種材料列印、以水溶性輔助材料來列印物件的一部份 (以建立複雜的幾何形狀),或在某些狀況下同時列印兩個獨立的物件。常見的材料包括 PLA、PLA 複合材料、ABS、PETG、TPU、尼龍、PP,以及聚碳酸酯。

B32 樹脂 3D 印表機:以光聚合反應 (photopolymerisation) 進行 3D 樹脂列印;其中樹脂暴露於光線之下,使分子連結形成聚合物,以構成 3D 物件。樹脂暴露於光線的方法依據印表機可能不同,可使用 SLA、DLP 或 DPP 技術。樹脂有各種顏色,可能有彈性、堅硬或高張力。

  • SLA:這項技術採用雷射光束掃過列印區域,使照射過的樹脂硬化。這項程序將設計從一層一層分解為一系列的點和線,作為座標組提供給振鏡。這項技術最適合同時列印多個小零件,以及列印精密的大物件。

  • DLP:使用數位投影機將每一層的影像一次掃過整個平台。因為投影機是數位式,每一層的影像是由方形像素構成,最後形成由小矩形方塊構成的層。這項技術適合列印小尺寸、高解析度和複雜精細的零件,以及快速列印細部較少的較大型物件。

  • DPP:採用感光性樹脂;置於樹脂槽下方的 LCD 面板將明亮像素照射到樹脂使其固化 (不是用 UV 光線)。

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3D 掃描技術

3D 掃描這項程序是分析真實物件以收集其幾何資料,依據使用的設備,也可能會收集其外觀資料。然後掃描所得的資料會傳送到 3D CAD 軟體,經過編輯和調整尺寸,然後傳送到 3D 印表機。3D 掃描在為現有 3D 物件一次性建立複製品方面特別實用,尤其如果物件是訂製的最終用途零件,而且使用者需要完全相同的複製品而不進行大量生產。3D 掃描器可以是桌上型或手持型。桌上型掃描器通常具備轉盤,可將受掃描物件旋轉 360 度,以進行完整掃描。手持型掃描器需要使用者以手掃描物件,直到從掃描程序中收集到充足的資料以創造 3D 物件。

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3D 列印材料

PLA (聚乳酸):從可再生來源 (例如,玉米澱粉) 製造的可生物分解式熱塑性塑料,這也是最普遍的 3D 列印材料,特別常見於業餘愛好者。這種堅韌的熱塑性塑料咸認為是可輕易列印的材料,可由 FFF 3D 印表機擠壓器進行穩定可靠的列印。因為可生物分解,所以環保;但是這種材料因為易碎的性質並不被視為工程等級的材料,如果使用者嘗試攻牙或鑽孔就會粉碎。PLA 不需要加熱的列印表面。
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PLA 複合材料:由 PLA 和複合材料 (例如,木質或黃銅) 構成,具有複合材料的外觀和感覺。這是因為最常見的桌上型 3D 印表機不能以金屬列印,3D 印表機也不能以木質列印。PLA 複合材料中 PLA 含量約佔 70%,其餘的 30% 是複合材料。這種材料可能有粗糙的特性,也沒有 PLA 的可生物分解性質。同理,這種複合 PLA 也沒有其複合材料的機械或導電性質 (亦即,鋼 PLA 線材不會導電或導熱,和鋼不同)。
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ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯):這是堅固耐久的材料,最適合列印暴露於高溫下的零件。這種材料的脆度低於 PLA,可在丙酮浴中完工,提供閃亮的外觀。ABS 在列印時易彎曲,而且需要加熱的列印平台才能列印。ABS 是石油基產品,無法生物分解,和 PLA 不同。ABS 在列印時也會產生有毒煙霧,使用者聞起來可能不舒服,因此強烈建議要採用外殼和抽風設備。這項材料不符合食品安全
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PETG (聚乙烯對苯乙二醇):堅韌、高拉力的材料,專為列印堅硬和高衝擊的成品而設計。PETG 和 ABS 不同,彎曲極小,非常適合尺寸較大的成品。PETG 不會產生和 ABS 相同的煙霧,因此並不需要外殼。這項材料符合食品安全,也可回收。PETG 的缺點是 UV 光線可使其弱化,過熱可能使其變脆。
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TPU / TPE (熱塑性聚胺酯):具有彈性的熱塑性材料,最適合列印許多常見物品,諸如手機外殼。本材料具有橡膠的質地,其拉力視品牌和採用的原料成份而異。TPU / TPE 對於化學品、油和許多溶劑具有抗力,能抗磨擦,所以是最終用途零件的理想材料
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其他 3D 列印材料包括:HIPS、尼龍、聚碳酸酯和 PVA
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