3D 打印技术有一些传统技术没有的特点:
第一,生产成本低。当要制造的工件结构很复杂时,传统制造技术不但得有模具,还得对工件反复进行各种工艺加工,在这个过程中,材料会有不同程度的浪费,而 3D 打印技术就能避免这些情况,所以用 3D 打印技术加工工件,制造成本比较低。
第二,制造时间短。3D 打印技术加工工件是一次成型的,不用像传统制造那样花费模具加工的时间和多次工艺处理的时间。
第三,制造效果好。用 3D 打印技术加工工件时,模型的三维效果图能直接让技术人员看到,技术人员可以根据自己的要求快速修改工件模型。而且由于传统制造技术有局限,没办法很好地展现模型曲线,所以当工件结构复杂时,3D 打印技术做出来的工件效果更好。3D 打印技术研究的重点之一就是打印过程中的分层算法。目前对 STL 文件分层有两种方法:
一种是等厚度分层,原理就是用事先设定好的固定分层厚度,对整个实体模型进行分层。用这种方法打印外轮廓曲线变化大的实体模型时,打印精度和打印时间没办法同时都好。如果分层厚度薄,成型质量好,但效率低;如果分层厚度厚,成型质量差,但效率高。
另一种是自适应厚度分层,原理是用不同的分层厚度对实体模型分层,这种方法能在一定程度上解决打印精度和时间不能兼顾的问题。当模型某一处外轮廓曲线变化大,就用小厚度分层;当模型某一处外轮廓曲线变化小,就用大厚度分层。国外的研究情况是这样的:Hossein 和 Yan 等人在分层处理时引入顶端高度的概念,通过这个概念来计算分层厚度,让打印模型能实现自适应分层。Vukicevie 通过计算加工零件模型表面代表曲线的曲率,来完成打印模型的自适应分层,这种方法能改善打印出现台阶的问题。Wang 等人在分层时先用最大值对整个模型分层,然后再根据模型各处的打印要求,对最大值分层进行精细调整,从而实现打印模型的自适应分层。