数字建模和制造

数字建模和制造(Digital modeling and fabrication)是一种设计和生产过程,它将3D建模或计算辅助设计(CAD)与加法和减法制造相结合。 增材制造也称为3D打印,而减法制造也可称为加工,并且可以利用许多其他技术来物理地生产设计的对象。

“数字建模”或“数字制造”一词指的是您可以通过数字设计创建实体和三维对象的过程。 该过程广泛用于制造以快速创建模型和原型,可以利用各种制造技术,包括添加剂(例如3D打印)和减成技术,例如激光切割和铣削。

通常,用于数字建模的机器具有易于使用和相对低成本的特点。 这些元素,以及用于简单使用的设计和建模的软件的传播,已经导致若干国际观察站预见到制造也将扩散到非专业用户。 这种被称为“个人制造”的现象也受到用户共享和免费提供数字图纸的社区的出现以及允许直接在线访问某些数字制造技术的服务的推动,甚至是交换社区的服务。创建原型或数字工件的经验。

造型
使用2D矢量绘图和3D建模,使用各种CAD软件包创建数字制作对象。 3D模型的类型包括四种模型线框,实体,曲面和网格。 设计具有这些模型类型中的一个或多个。

制造机器
三台机器很受欢迎:

1. CNC路由器
2.激光切割机
3. 3D打印机

CNC路由器
CNC代表计算机数字控制。 CNC铣床或路由器包括专有软件,可解释2D矢量图或3D模型,并将此信息转换为G代码,代表CNC工厂可以解释的字母数字格式的特定CNC功能。 G代码驱动机床,通常用于制造部件的动力机械装置。 数控机床根据其拥有的轴数进行分类,其中3,4轴和5轴机床都很常见,而工业机器人则描述了多达9轴。 数控机床特别成功地以快速的速度铣削材料,如胶合板,塑料,泡沫板和金属。 数控机床通常足够大,可以切割4英尺×8英尺(123厘米×246厘米)的材料,包括几英寸厚的泡沫。

激光切割机
激光切割机是一种使用激光切割厚度为3/8英寸(1厘米)的芯片板,磨砂板,毛毡,木材和丙烯酸等材料的机器。 激光切割机通常捆绑有驱动软件,该软件解释由任意数量的CAD软件平台产生的矢量图。

激光切割机能够调制激光头的速度,以及激光束的强度和分辨率,因此能够切割和刻划材料,以及近似的光栅图形。

从材料切割出的物体可以用于物理模型的制造,这仅需要组装扁平部件。

3D打印机
3D打印机使用各种方法和技术来组装数字对象的物理版本。 通常,桌面3D打印机可以制作小型塑料3D对象。 他们使用一卷薄塑料长丝,熔化塑料,然后精确地沉积它以冷却和硬化。 它们通常在一系列非常薄的塑料水平层中从底部到顶部构建3D对象。 这个过程经常在几个小时内发生。

熔融沉积建模
熔融沉积成型,也称为熔合长丝制造,使用3轴机器人系统,其一次挤出材料,通常是热塑性塑料,一个薄层,并逐渐形成形状。 使用此方法的计算机示例是Dimension 768和Ultimaker。

立体光刻
立体光刻法使用高强度光投影仪,通常使用DLP技术,使用光敏聚合物树脂。 它将投影物体的轮廓以构建单层,将树脂固化成固体形状。 然后打印机将对象移开一小部分并投影下一层的轮廓。 使用此方法的设备示例是Form-One打印机和Os-RC Illios。

选择性激光烧结
选择性激光烧结使用激光来描绘精细粉末材料床中物体的形状,该材料可以通过施加来自激光器的热量而熔合在一起。 在通过激光跟踪一层之后,将床和部分成品部件移开,将一层薄薄的粉末材料铺开,并重复该过程。 使用的典型材料是铝,钢,玻璃,热塑性塑料(尤其是尼龙)和某些陶瓷。 示例设备包括Formiga P 110和Eos EosINT P730。

粉末打印机
粉末打印机以与SLS机器类似的方式工作,并且通常使用可通过应用经由喷墨打印头输送的液体粘合剂来固化,硬化或以其他方式制成固体的粉末。 常见的材料是巴黎石膏,粘土,糖粉,木材填料粘合腻子和面粉,它们通常用水,酒精,醋或它们的一些组合固化。 粉末和SLS机器的主要优点是它们能够在整个印刷过程中使用未印刷的粉末连续支撑其物体的所有部分。 这允许不容易产生的几何形状的产生。 然而,这些打印机通常更复杂和昂贵。 使用该方法的打印机的例子是ZCorp Zprint 400和450。