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3D列印技術應用
3D列印是一個強大的工具,而 Formlabs 3D列印機 讓你輕鬆開始列印。透過將進階技術應用於你的3D列印過程中,你可以擴展創造的可能性。
從後處理到組裝再到製造,進階的3D列印技術為3D列印模具、電鍍、表面紋理、配件、超出列印機尺寸的列印,以及更多其他應用開啟了新的可能性。
CAD與3D建模
卡榫接頭
▲這個塑膠電子外殼是使用Formlabs 3D列印機列印而成的。
許多卡榫接頭的設計可以將塑膠物件連接在一起,無需使用螺絲或膠水。卡榫接頭通常用於設計自訂外殼,並將列印的物件互鎖在一起。
大型模型
在考慮使用桌上型 3D 列印機的可能性時,請考慮列印範圍的限制。
透過將大型物件拆分為小部分,並添加插銷和凹槽以加速組裝,或是對於不打算用於功能性用途的物件,使用化學固定技術來列印大型物件。
▲在Form系列3D列印機上,Harlequin 能輕鬆將小部件組裝成實體模型,因為其列印精確且準確。
想了解更多資訊,請參考我們的大型模型組裝指南,或查看Harlequin Design的案例研究,該公司專門為知名品牌組裝大型3D列印模型。
晶格結構
▲兩款 New Balance 產品採用 3D 列印的晶格結構,能有效吸收衝擊並回收能量,相較於傳統製造的物件,使用的材料和重量都更少。
晶格結構在3D列印物件中相當普遍,因為這是一種簡單且具成本效益的方式,可以大量製造負特徵,例如孔、凹槽和通孔,幾乎不受尺寸或角度的限制。
這些負特徵可以減少製作物件所需的材料,縮短總製造時間,同時維持甚至增強結構完整性與物件性能。
在柔性或半剛性材料中,晶格結構能提升物件吸收來自各種角度與壓力的應力和變形的能力,提供額外的順應性,同時在其他區域增加抵抗壓縮或變形的強度。了解更多相關的資訊,請參閱我們的用戶故事。
彎曲
彎曲部分,也被稱為柔性部分,包括活動鉸鏈和其他透過彈性體變形來實現力與運動的柔性部分。利用柔性特徵,可以創造出高精度且低遲滯的部分。
▲這個柔性物件是用高韌性 1500 樹脂 (Tough 1500 Resin) 列印而成的。
墊片
▲Dorman Products的客製化墊圈,採用 40A 矽膠樹脂(Silicone 40A Resin)3D列印製作而成。
在多個行業中,例如海洋研究、水下機器人、可持續技術工程、石油和天然氣產業以及國防,對於客製化或低量產的防水和氣密零件需求廣泛。
透過3D列印槽口並配備O型圈,可以製作防水外殼。
欲了解更多有關防水3D列印的資訊,請參閱我們的用戶故事,其中包括如何選擇O型圈以及防水外殼的壓力測試結果。
組裝
螺紋與插入件
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了解如何使用3D列印物件創建強大且功能性的組裝,能幫助工程師節省時間和成本。
螺絲、螺栓和螺紋特徵是組裝和對齊機械元件或傳遞運動的常見方法。
可以透過使用插件、攻牙或3D列印螺紋來將螺絲固定在3D列印物件上。
請閱讀文章,以了解更多有關3D列印螺紋及在3D列印物件中,添加螺紋插件的資訊。
光固化樹脂黏著劑
Formlabs 樹脂在紫外光照射下可產生類似膠水的效果。
可使用針筒或類似工具將樹脂塗抹至需要黏合的區域,並以 405nm 雷射筆照射,數秒內即可修補孔洞或黏合物件。
請注意,Formlabs 樹脂的配方需搭配 405nm 雷射筆才能發揮此技術效果。
製造技術
治具與夾具
▲透過3D列印製作治具、夾具、定位銷與蓋件,提升製造效率。
治具與夾具可簡化增材製造與組裝流程,提升精度與可靠性,同時縮短生產週期並增強作業安全性。
傳統上,這些工具多以金屬加工製作,無論是內部生產或外包訂製。
然而,並非所有應用都需要金屬材質,Formlabs樹脂可用於取代金屬夾具,適用於自動化加工、電子組裝線、鑄造廠等各類生產環境。
請閱讀指南,了解如何以3D列印物件取代傳統加工治具與夾具。
鈑金成型
利用3D列印塑膠模具,可對金屬板材進行成型加工。金屬零件因具高強度、剛性及耐久性,被廣泛應用於家電、建築構件和車身鈑件等領域。
傳統鈑金成型所需的模具通常以金屬加工製作,並多數外包生產。然而透過Formlabs樹脂3D列印機,你可以直接列印塑膠模具,用於鈑金成型,
從而大幅節省時間與成本。
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請閱讀文章,了解從打樣到生產:3D 列印於鈑金製作的應用
模具製作與鑄造
透過將矽膠和熱塑性塑料等各種材料注入或鑄造到3D列印的模具中,可以製作多種模具,包括兩部分注射模具、覆模、壓縮模具和蛋殼模具。
這些方法可用於產品原型製作、小批量生產客戶測試單位或定制最終產品的生產。
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Unilever 和 Serioplast 利用3D列印模具進行快速拉伸吹塑,快速開發和測試新瓶子的設計,並降低成本。
他們在這次案例研究和網路研討會中分享了主要的優勢和應用。
想了解更多使用3D列印模具生產矽膠零件的資訊,請觀看影片,了解如何利用模具製作矽膠醫療設備。
嵌件成型
嵌件成型是注塑成型的一種技術,將現有零件放入模具中,並注入塑料以進行包覆。
此方法常用於在金屬零件上添加塑料層,例如金屬螺絲刀的塑料手柄。此外,嵌件成型也可用於製作絕緣管、電線及嵌入電子元件的塑料產品。
▲3D列印的模具可以應用於嵌件成型。
想深入了解嵌件成型及其應用場合,請參考我們的指南,探索三個實際案例研究。
熱壓成型
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使用3D列印的物件作為模具,在熱壓下成型熱塑性板材。這些3D列印的熱壓成型模具可搭配桌上型及工業機器,能有效且經濟地生產多個功能性原型、試產零件或客製化、小批量的最終產品。從矯正器具到包裝,熱壓成型是一種靈活多樣的生產技術。
壓印
▲使用柔性樹脂進行3D列印,客製化印章。
利用 Formlabs 彈性 80A 樹脂 製作可壓縮的印章,適用於墨水印刷。閱讀指南,透過七個簡單的步驟建立自訂郵票。
透光浮雕
透光浮雕是一種三維圖像,根據照射的光線強度和質量而變化。
光亮區域非常薄,讓更多光線透過,而較厚的部分則顯得較暗。
透過調整物件的厚度來控制光線透過率,可以使用光固化3D列印技術創造出這些圖像
▲將透光浮雕對著光源或製作LED背光燈來查看圖像。
後處理
染料
染料是為 3D 列印部件上色的一種方法,特別適用於診斷和教育用途的人體模型。
透過使用染色樹脂進行列印,或在列印後為物件上色來達到著色效果。
雖然光固化(SLA )3D列印以其高精度而聞名,但相比於其他3D列印方法,如熔融沉積建模 (FDM),其顏色列印選擇較為有限。
在使用Formlabs樹脂列印機進行列印時,搭配我們的彩色套件,實現單一顏色列印非常簡單。
其他著色選擇包括使用染色樹脂列印、在列印後為SLA部件染色、使用丙烯酸顏料進行塗裝,以及為中空部件上色。
了解每種方法的最佳應用,並在我們的指南中查看逐步說明。
香氣
▲最初作為愚人節玩笑的這個創意,如今已成為現實—這款3D列印的草莓散發著真實的草莓香氣。
透過在列印前將香氛油添加到樹脂中,可以製作出帶香氣的物件。
電鍍
▲SLA 3D列印物件的光滑細緻表面非常適合進行電鍍。
電鍍技術讓你能將某些金屬的強度、導電性、耐磨損和耐腐蝕性以及外觀,與具有自身優勢的不同材料結合,如3D列印的塑膠物件。
立體光固化技術(SLA)3D 列印非常適合電鍍,因為它能製作出表面非常光滑或細緻的3D列印物件,讓塑膠與金屬之間的過渡無縫接合。
此外,這些部件還能保持防水,並在電鍍過程中不會在化學浴中受損。
打磨拋光
透過使用逐漸細緻的砂紙進行打磨,打造出光滑的表面。筆型打磨機能夠在平面和輕微曲面的物件上創造均勻的表面光澤。旋轉工具搭配磨削及拋光物件,非常適合為光固化物件打造亮麗的拋光效果。對於平面和輕微曲面的物件,筆型打磨機同樣適用。
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在經驗豐富的工程師和重視的用戶的幫助下,我們精心挑選了一套3D列印後處理工具,專為提升表面光滑度、平滑平面和邊緣,提升整體外觀,同時降低每個物件的人工成本和時間,讓製作光滑、拋光的光固化物件變得更加輕鬆。
底漆、噴漆和塗層
透過底漆、噴漆和塗層的方式來保護並改變3D列印部件的外觀。
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打磨物件以確保表面光滑,這是為3D列印物件上色的第一步。
當物件變得光滑後,底漆可確保表面完美,以便進行上色。完成噴漆和拋光後,還可以添加清漆來保護物件。
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紋理
使用 Formlabs 的紋理工具,透過位移貼圖創造複雜的表面紋理。
這款 Formlabs 免費的網頁應用程式,快速將紋理應用於3D模型而設計的,以便準備進行3D列印。
許多塑膠物件採用了表面紋理和圖案,以增強外觀與觸感,或針對特定應用進行優化。
通常這是次級加工的步驟,但利用3D列印,可以直接在列印文件中應用紋理和圖案。
水轉印
水轉印,亦稱為水印刷,是透過使用PVA水轉印膜將複雜的圖形設計應用於3D列印物件的技術。
浸染通常用來自訂物件的圖形圖案。物件會被浸入一個含有漂浮、部分溶解的彩色薄膜的水浴中,薄膜會緊緊包覆物件,
並將圖案轉印到表面。對於具有複合曲線的物件,使用其他方式上色通常會面臨挑戰。
3D模型通常會設計為帶有影像紋理,這些紋理會透過 「UV貼圖」包覆在模型上。
透過將修改過的UV貼圖印刷到水轉印膜上,我們可以為3D列印的表面添加擴散紋理。
與一般重複圖案的水轉印不同,UV紋理需要精確定位在模型上,這需要模擬並預測水轉印膜包覆模型時的行為。
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推動 3D 列印產業
Formlabs 3D列印機可應用於各種行業,從工程和製造到牙科和醫療,再到航空航太和娛樂。Form 4 系列的遮罩式立體(MSLA)3D列印機代表了SLA 3D列印的下一個進化,提供了前所未有的速度,同時不影響尺寸精度和表面光滑度。藉著直觀的工作流程和最佳可靠性,Form 4和 Form 4L讓你輕鬆列印,讓你能專注於推進你的創意,而不是故障排除。