一、3D打印技術(shù)概述

1.2應(yīng)用

3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛。在房地產(chǎn)業(yè),該技術(shù)可以打印內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常精細的沙盤模型。珠寶公司設(shè)計的概念性或者私人定制的首飾可以通過3D打印技術(shù)來實現(xiàn),為個性化路線提供了技術(shù)支持。服裝設(shè)計中,可以通過3D打印機直接打印設(shè)計的服裝,使服裝更具立體感和整體效果。3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用可以為醫(yī)療事業(yè)發(fā)展做出巨大貢獻,如打印人造器官,解決目前器官短缺的問題。在教育教學(xué)中,采用3D打印技術(shù)可以把設(shè)計及構(gòu)思形象化地打印出來,更好地進行研究改進。在影視業(yè)中,該技術(shù)打印設(shè)計的卡通造型及大型模型效果良好。另外,3D打印技術(shù)在食品業(yè)中也有應(yīng)用。

二、3D打印機的溫度控制

2.1熱傳遞

3D打印機的打印頭在工作中存在熱傳導(dǎo)和熱對流兩種熱傳遞方式。在打印過程中,固體打印材料在打印頭被加熱腔加熱成液體,并保持熔融狀態(tài),具有良好的粘流動性、適合的絲寬及良好的粘接性能,從而保證試件質(zhì)量,這就是熱傳導(dǎo)過程。為了使打印過 程順利完成,試件符合標(biāo)準(zhǔn),避免加熱腔溫度過低或過高,需要保持恒溫,而當(dāng)溫度過高時需開通冷氣來降低溫度,這就是熱對流過程。

2.2溫度傳感器

溫度傳感器是一種將外界感知的溫度信號轉(zhuǎn)換 成電路中有用的電信號的裝置。溫度傳感器包括金 屬熱電阻、熱電偶、新型集成溫度傳感器等。工業(yè)溫控系統(tǒng)中常用的是金屬熱電阻或熱電偶,而新型集成溫度傳感器件多應(yīng)用于小型的測溫電路中。

3D打印機選取何種溫度傳感器與打印的材料有關(guān)。目前,3D打印中常采用的材料有PVC、PBS、 ABS等,這些高分子材料融化后的溫度為100~280 C。從測溫范圍角度考慮,銅電阻不滿足,而熱 電偶測溫范圍大,但考慮到低溫測量時,其測量精度又不夠。因此,選用鉑電阻作為3D打印機打印頭的溫度控制傳感器。

2.3閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)

3D打印機中的溫度控制系統(tǒng)至關(guān)重要,其不僅能監(jiān)測打印機的正常工作,更直接關(guān)系到打印結(jié)果和質(zhì)量。打印材料在加熱腔內(nèi)被加熱到熔融狀態(tài),在打 印開始時從打印頭擠出。由于不同材料的熔點不同， 因此要設(shè)定不同的溫度。另外,在打印過程中要使打 印材料始終處在熔融狀態(tài),否則會影響打印效果。假如溫度偏高,噴嘴出口會變得粘稠,影響試件效果，甚至導(dǎo)致試件變形;而溫度偏低,則會加快材料凝固,不能和其他材料完好粘結(jié),甚至造成材料無法噴出,打印不能順利完成。

3D打印機中的溫度控制系統(tǒng)中溫濕度傳感器，這里推薦一款由工采網(wǎng)引進的溫濕度傳感器，那就是從我國臺灣引進的測棒型溫濕度傳感器 -?CAEL-S16，該傳感器由M12 金屬連接器，可快速安裝，類比輸出含緩沖器，確保輸出不失真。金屬測棒，有效隔絕惡劣環(huán)境中的電磁干擾。廣泛應(yīng)用在半導(dǎo)體及微電子工業(yè)、製藥工業(yè)、造紙工業(yè)?、溫室、儲藏室、冷卻室、樓宇自動控制?、環(huán)境和通風(fēng)控制等領(lǐng)域。