发布日期:1970/01/01发布:浙文三维浏览:336

3D打印技术的发展及其软件实现

在控制技术方面, 多色、多材料、多尺度工艺结构3D 打印的主要转变是, 更倾向于采用阵列式喷头实现多种材料(或色彩) 的同步喷出, 以往主流的基于高能束(激光或电子束) 成形的3D 打印技术相对难以实现多材料、多色的高效率打印, 因此基于光栅扫描的控制方式将在未来3D 打印技术中占据更加重要的地位. 由于各种3D 打印技术基本原理均基于由面到体的增材制造方式, 其工艺处理流程虽然千差万别, 但内部的数据流程均可抽象为3D 模型到2D 层面数据, 再到1D(或光栅结构) 加工路径(指令) 的逐步降维的解构过程与反向的加工过程. 且各类3D 打印装备的驱动控制方法基本可抽象为3 种运动: 直角坐标系运动(含各种串并联机构运动与激光振镜扫描或二者的复合); 光栅扫描(含面曝光技术和阵列喷射成形); 以及多自由度关节臂运动或这3 种运动的复合. 基于上述抽象, 可以将多色、多材料、多尺度工艺结构3D 打印加工指令统一为下述3 种指令集合: (1) 运动指令, 描述材料输送系统或能量束的几何运动轨迹; (2) 光栅指令, 适应于阵列喷射成形、面曝光SLA 等小平面整体成形的加工工艺; (3) 针对多激光并行加工及各个辅助轴、材料配比系统及温控系统的需要, 引入多指令流的概念: 各个指令流可并发同步执行, 在同步、延迟、解除同步指令的控制下, 可统一描述预热、多组分材料制备与输送、多激光并行加工等复杂的加工细节. 基于上述二维层面数据结构与控制指令即可, 可有效地面对多色、多材料、多尺度工艺结构3D 打印技术的要求。