【編者按】佛像等藝術(shù)性立體造形物大致分為“塑像”和“雕像”表牲。塑像用粘土等材料制成,雕像則用石材扼褪、木材或金屬材切削制造想幻。換言之,塑像在制作時(shí)材料要不斷添加话浇,而雕像則要不斷減少脏毯。造型技術(shù)也可以大致分為這兩種。
現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品在少量生產(chǎn)復(fù)雜形狀的部件時(shí)凳枝,大多會(huì)使用切削加工機(jī)等設(shè)備制造抄沮。但近年來(lái),隨著3D打印機(jī)的出現(xiàn)岖瑰,象塑像那樣堆疊硬質(zhì)材料來(lái)制造產(chǎn)品成為可能叛买。增材制造(Additive Manufacturing)是指象塑像一樣邊添加材料邊制作的造型方法,或者采用這種方法的加工技術(shù)蹋订。
塑像一般使用粘土率挣,而3D打印機(jī)可以使用樹脂或金屬材料。最近露戒,可利用鋁合金或鈦合金造形的裝置也開發(fā)出來(lái)椒功。其目標(biāo)是使造形物可以直接成為產(chǎn)品。
面向造型裝置“EOSINT M 280”實(shí)現(xiàn)優(yōu)化趋肖,適用于醫(yī)療用途硫舞、鐘表及飾品等。
七種增材制造技術(shù)
1980年代開發(fā)出了像3D打印機(jī)那樣能夠?qū)盈B很薄水平層來(lái)造形的裝置乍询。采用的造型技術(shù)是使用以紫外線固化的液狀樹脂铅惋,用紫外線在其液面上描繪出截面形狀來(lái)制作各層。1990年前后椰锹,利用激光使樹脂粉末局部熔融并固化的選擇性激光燒結(jié)(Selective Laser Sintering泪滥,SLS)技術(shù),以及在熱可塑性樹脂加熱變軟的狀態(tài)下邊擠出邊造型的熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling啰蹲,F(xiàn)DM)技術(shù)也開發(fā)出來(lái)了园凫。
采用加熱使樹脂變軟后邊擠出邊造型的FDM技術(shù)時(shí)。
早期的造型裝置的主要目的是懒竖,使計(jì)算機(jī)內(nèi)以數(shù)據(jù)形式定義的立體形狀快速變成實(shí)體十碗,造型物的強(qiáng)度及物性都是次要的。這些裝置在工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域的用途也僅限于用來(lái)試制舅洋,確認(rèn)形狀(Prototype)制依,這些技術(shù)和裝置被稱為“快速成型(Rapid Prototyping音诫,RP)”。但是雪位,隨著近些年裝置的不斷進(jìn)步竭钝,造型對(duì)象也不再僅限于試制品。于是雹洗,2009年民間非盈利性國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)格制定機(jī)構(gòu)——材料試驗(yàn)國(guó)際協(xié)會(huì)(ASTM International)決定將RP裝置的造型技術(shù)稱為增材制造香罐。
目前材料試驗(yàn)國(guó)際協(xié)會(huì)對(duì)增材制造技術(shù)的分類共有七種。分別為[1]向粉末材料噴射液狀粘結(jié)劑(膠水)后使其凝固的“粘結(jié)劑噴射”时肿;[2]邊加入材料邊通過(guò)熱能量使其熔融結(jié)合的“定向能量沉積”庇茫;[3]從噴嘴擠出材料的“材料擠出”;[4]噴射液狀材料的“材料噴射”螃成;[5]利用熱能量使平鋪的粉末材料熔融結(jié)合的“粉末床熔化”旦签;[6]將切成截面形狀的片材粘合在一起的“片材層疊”;[7]采用液狀光固化樹脂的“光固化”寸宏。FDM相當(dāng)于[3]宁炫,SLS相當(dāng)于[5]。
“去除加工”的反義詞
在“增材制造”一詞產(chǎn)生前后氮凝,“減材制造”(Subtractive Manufacturing)一詞也開始被人們使用羔巢。該詞相當(dāng)于日語(yǔ)中的去除加工,主要指通過(guò)切削加工等技術(shù)邊去除材料的技術(shù)黎蠢。增材制造和減材制造成了一對(duì)反義詞霹早。
增材制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以直接使用3D模型。而減材制造必須將3D模型加工一次岔歼。其原因是秋贤,用工具去除材料的位置在3D模型的外側(cè),因此加工數(shù)據(jù)也需要重新定義為3D模型的外側(cè)帘既。這種加工數(shù)據(jù)的制作(用CAM計(jì)算)需要花費(fèi)時(shí)間和精力爬喝,而且需要具備使工具如何運(yùn)轉(zhuǎn)的知識(shí)。
使用3D打印機(jī)的話誊预,供應(yīng)材料和能量的位置本身就是3D模型定義的空間。也就是說(shuō)较搔,因?yàn)榭梢灾苯邮褂?D模型寡瘩,所以只要利用CAD等工具制作出模型數(shù)據(jù),就能直接開始造型作業(yè)屈淫。目前材料試驗(yàn)國(guó)際協(xié)會(huì)正在制訂推進(jìn)3D模型用于增材制造的數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)管书。
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