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选择正确的 3D 打印工艺

决策工具和通用指南可帮助您为您的应用选择正确的 3D 打印流程。

介绍

3D打印或增材制造是一个包含多个过程的总称。每个3D打印过程都有其优点和局限性，每种方法都比其他方法更适合某些应用。

在本文中，我们提供了几个易于使用的工具，以帮助您根据需要选择正确的3D打印工艺。使用以下图形和表格作为快速参考，以确定最能满足设计要求的流程。

我们从三个不同的角度进行工艺选择：

• 所需材料已经知道
  
• 终端零件（物理或视觉）的特征已经定义
  
• 需要某些工艺功能（精度、构建尺寸等）
  
  

为了使本文中的信息对读者具有可操作性，并且始终与不断发展的3D打印领域相关，引入了一些高级概括，必要时将在每个部分中讨论。

按制造能力选择工艺

当模型设计已经完成时，每种3D打印技术的能力通常会在工艺选择中起主要作用。

重要的是要概述每个过程的基本机制，以充分了解其主要优点和局限性。为此，请参阅知识库下一章中每种技术的专用介绍性文章。

以下是一些方便的规则，可帮助您解释数据：

• 尺寸精度与每个过程可以达到的细节水平以及每个3D打印机的构建质量有关。提供更高精度的工艺通常可以制造出具有更精细特征的零件。工业级机器比桌面打印机具有更高的精度和可重复性。
  
• 构建尺寸决定了打印机可以生产的部件的最大尺寸。对于超过典型构建大小的组件，请考虑迁移到替代技术或将部件拆分为多个组件，以便以后组装。
  
• 支撑结构的需求决定了设计自由度。不需要支撑的工艺（如SLS）或可溶解支撑（如材料喷射或双挤出）的限制较少，并且可以更轻松地生产自由形式的结构。

按材料选择工艺

3D打印材料通常以长丝，粉末或树脂形式出现（取决于所使用的3D打印工艺）。聚合物（塑料）和金属是两个主要的3D打印材料组，而其他材料（如陶瓷或复合材料）也可用。聚合物可以进一步分解成热塑性塑料和热固性塑料。

如果所需的材料已经已知，那么选择3D打印工艺相对容易，因为只有少数技术从相同的材料中生产零件。在这些情况下，选择过程通常成为成本与属性的比较。

热塑性 塑料：

热塑性塑料最适合功能性应用，包括最终用途零件和功能原型的制造。

它们具有良好的机械性能和高抗冲击性，耐磨性和耐化学性。它们还可以填充碳，玻璃或其他添加剂，以增强其物理性能。3D打印工程热塑性塑料（如尼龙，PEI和ASA）广泛用于生产工业应用的最终用途零件。

SLS零件具有更好的机械和物理性能以及更高的尺寸精度，但FDM更经济，交货时间更短。

以下是一些更多详细信息：

• 在设计会干扰其他零件的零件或原型时，定义必要的公差水平非常重要。根据经验，选择具有更高尺寸精度的工艺将增加成本。另一种选择是在3D打印后完成具有关键尺寸或小细节的特征（例如，通过钻孔或攻丝螺纹）。
  
• 零件的整体强度取决于不同的机械和物理性能。为了简化选择，可以使用材料抗拉强度作为指导。当需要高强度和高刚度时，金属3D打印或用连续碳纤维增强的FDM打印是最佳解决方案。
  
• 工程3D打印材料具有特殊性能，例如耐热性，阻燃性，耐化学性或经认证为生物相容性或食品安全性。
  
• 柔韧性可以定义为断裂时高伸长率，其中热塑性塑料（如TPU）可用于SLS和FDM，或低硬度，其中具有类似橡胶感觉的材料可用于SLA / DLP和材料喷射。