常见问题
常见问题
快速成型(Rapid Prototyping)是1990年代才开始正式运用在产业上之技术。其原理是将电脑中的3D CAD档案分割成数千甚至数万个水平切面(cross-section),将每个切面依序以特殊固化方法(见表一)塑出,再依序堆叠黏合,从而”堆”出完整的固体模型。
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快速成型(RP)技术 |
技术面世时间
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原料 |
技术原理 |
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立体印刷法SLA |
1987
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光敏树脂聚合物 |
利用紫外光雷射(UV laser)照射光敏树脂液体原料,使切面层固化后再层层累加。 |
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熔融沉积法FDM |
1992
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热塑性材料如ABS、PPSF |
以高温加热喷头将原料融化后喷出,原料凝结后再继续喷上另一层原料。 |
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雷射烧结法SLS |
1992
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塑胶/金属/陶瓷/玻璃粉末 |
以高能量雷射将各切面层之原料粉末融结,再依序堆叠。 |
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层叠实体制造法LOM |
1990
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纸片 |
每切面层原料即为涂布上黏着剂之纸片,依序以雷射切割出外型后层层黏合。 |
由表一可看出,RP虽然依应用领域不同,而使用不同原理,但其成型逻辑皆是相同,以层层堆叠制出物体,而不同于传统的切削成型(如:车、削、刨、磨)、接合成型(如:焊接)或压迫成型(如:铸、锻、粉末冶金)等加工方法。为了说明此技术之特点,兹举快速成型(Rapid Prototyping)与传统刀模(CNC,computer numerical controlled)和开铸模具(Injection molding)的比较如表二:
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RP快速成型 |
CNC刀模 |
开模制作 |
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制作外型 |
无限制。 |
只能制作平整外型之物体。因为是以刀具从外部雕刻,无法处理倒勾、内部篓空的物件 |
只能制作平整外型之物体。 |
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制作方式 |
层层堆叠,一体成形 |
外部切削 |
以上下之公、母模具间灌注塑料或金属融液冷却取得成品。 |
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制作时间 |
短 |
长 |
长 |
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成本单价 |
低 |
高 |
大量生产单价便宜,但开模具相当昂贵(数百至数千万台币) |
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材质 |
不一,视机型而定 |
木材或金属 |
塑胶或金属 |
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成品硬度 |
视材质与硬化剂而定, |
高 |
高 |
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颜色 |
已可全彩列印 |
无 |
无 |
由表二可看出,RP技术相较传统CNC及开模,在小量生产时有极大优势,不仅速度快上许多(是故又称快速成型),成本较低,且RP已经可以制作全彩模型,是后二者无法做到的。 (全彩色列印Inkjet-printing的技术是Z corp.公司的独家专利)
早期RP有三大缺点:
一是成品不够坚固,需要加上所谓支持材料(supporting material)才不致崩垮;
二是成品没有颜色,需要事后着色,耗费时间成本;
三是成型速度不够快。
随着技术的进步,现今以本公司的全彩3D Printing机型搭配适当的硬化剂,已不需支持材料,可制造强固之成品,甚至可以作为机构本身之零件使用。而在本公司全彩列印技术下,RP的成品可在制作完成时,就拥有与电脑3D档案完全一致的色彩。 本公司的三维成型机型并拥有全世界最快的成型速度,约为其他RP技术的5-10倍之多。
在3D Printing技术已趋成熟的此时,许多设计制造业已开始利用此一技术进行开模前的打样(与成品近100%相同,包括颜色),检视设计成果、减少开模风险。我们使用的机型不但比其他快速成型技术快速5倍以上、耗材成本为世界最低、并为世界唯一彩色技术!可完整重现您的设计。
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