【3D打印机控制技术研究的国内外文献综述2200字】

VII3D打印机控制技术研究的国内外文献综述目前3D打印技术作为一项成熟技术，在制造业飞速发展，欧美地区的一些发达国家在研发技术方面较为领先，并且所占据的市场份额也较多。截止到2021年，3D打印上市企业势头强劲，3D打印服务商比利时MaterialiseNV、3D打印解决方案提供商美国Stratasys、全球3D打印解决方案厂商3DSystems等一大批3D打印行业巨头公司，这些公司不仅在3D打印技术解决方案上实力雄厚，其研发实力也是目前整个行业的佼佼者。3D打印技术在国内主要的发展方向则是消费级3D打印市场，并且也在不断的进行深化，并且随着我国应用于3D打印的材料种类日新月异，也在推动着我国3D打印市场的不断优化。在3D打印技术领域，我国具有自主研发的能力的企业也有很多，像湖南华曙高科、上海曼恒、杭州先临三维等企业均实力雄厚，研发能力也在国内处于领先地位，在3D打印技术服务与研发方面都在飞速的发展着，助力着我国3D打印产业的革新。1.1主流3D打印技术历经几十年的发展，3D打印技术的发展蒸蒸日上，目前市场上具有相当大的影响力的3D打印技术有FDM熔融沉积成型技术、SLA光固化成型技术、SLS选择性激光烧结技术、3DP三维印刷成型技术以及LOM薄板层叠压成型技术等。不同的打印技术所应用的领域有所差异，所应用的打印材料也种类各异，较为常见材料有光敏树脂、金属、高分子粉末、陶瓷、热塑性塑料、工程塑料（包括ABS、PA、PC等）以及像PLA之类的可降解的生物材料等。FDM熔融沉积成型技术：熔融沉积成型技术通过加热喷嘴的机械性运动，热塑性材料通过送丝机构送至喷嘴并通过吐丝机构。经加热后熔化成半液体状态，通过打印喷嘴的挤压一层一层地堆叠在工作台上，冷却后形成打印轮廓。而后通过机械结构的运动，工作台降低，进行下一层的堆叠打印工作，最终形成三维产品零件。其主要应用材料为ABS。FDM3D打印机具有很好的稳定性能，打印产品具有很好的强度以及耐腐蚀性。SLA光固化成型技术：光固化打印机是基于紫外线激光照射，聚合光敏材料、再借助三维设计软件和计算机辅助的机械控制，通过紫外线激光照射光聚合物材料，对打印材料实现固化，进而进行层叠固化，实现模型的打印还原。SLA打印技术所使用的材料主要为光敏树脂，由于材料应用领域广泛，因此光固化成型技术的应用也十分流行。SLS选择性的激光烧结技术：SLS技术是在计算机程序中对打印模型进行切片处理，生成打印机可以识别的加工信息，选择性激光烧结要根据打印要求提前对预热温度、激光功率、扫描速度、扫描路径和分层厚度进行调节，工作区预热温度提高到规定值并保持不变；送料平台上升，铺粉滚筒移动，粉末增加一层，激光束由精密导轨和伺服控制系统控制，对粉末扫描烧结后形成固体轮廓，而后工作台降低一层厚度，往复进行完成打印作业。SLS技术打印的工件强度较高，耐热性能优越，可以应用于制造形状复杂，强度较高的工件。LOM薄板层叠压成型技术：LOM薄板层叠压成型技术基于软件生成的模型数据，通过激光完成材料的切割、堆积，完成三维模型的制造，一般材料有木板、金属及纸板，各层材料通过粘连（金属材料通过焊接）完成整体打印任务。LOM其材料有限应用范围也受限，无法打印复杂结构的零件。1.2FDM3D打印机研究现状在20世纪90年代第一款FDM3D打印机问世，也进一步说明了自此FDM技术也开始应用于商业，随着社会的发展和科学技术的进步，FDM技术逐步发展成为3D打印行业的关键技术，在打印材料及产品结构方面都在不断地扩增与适应，不单单可以完成简单工件的打印，也逐步应用与复杂结构工件制造中，在产品创新、技术开发周期方面更是具有强大的竞争力。在打印材料方面，FDM3D打印机通常采用ABS之类的熔点低的材料，但随着产品在硬度、耐受性等方面的性能要求，以及考虑材料的环保性等方面，打印材料也在不断的革新，目前行业内已经有PLA、PVA、PVP材料的应用与实验。始终支撑着FDM3D打印机的研发与应用。在当前火热的发展背景下，纵观整个3D打印行业，FDM技术的研究企业更是不计其数，在全球范围内，FDM3D打印机的研究，目前处于领先地位的主要是欧美国家和地区的龙头企业，诸如美国Stratasys、Systems公司以及荷兰的Ultimaker公司，并且在全球FDM3D打印市场配比中，欧美国家依然占据主导地位，其中美国占61%、欧洲21%、以色列14%、亚洲4%。图1为Stratasys公司在2012年发布了超大型快速成型系统Fortus900mc，其打印尺寸直径支持1.4m,打印误差缩减至每毫米增加0.0015～0.089mm，层厚达到了0.0178mm。2016年，德国知名3D打印公司BigRep，推出了新型FDM3D打印机Studio,其打印尺寸达到1000mm×500mm×500mm，打印尺寸达到了1.3m3。图SEQ图\*ARABIC1Fortus900mc图SEQ图\*ARABIC2Studio我国在3D打印行业的研究起步相对较晚，FDM3D打印技术的研究在20世纪末逐步开展，目前国内具有自主研发生产能力的企业也逐步增多，发展初期我国自主研发的FDM3D打印机是2016年北京太尔时代研发出采用FDM技术的Inspire系列工业级3D打印机，其打印尺寸为320mm×330mm×370mm,成型厚度在0.15mm~0.4mm。近年来。例如浙江闪铸等国内企业也在不断的推出如图4Adventurer3所示的一系列工业级、消费级的FDM3D打印机，纵观全球发展的大背景，我国3D打印技术自主研发型企业相比还是较少，整体在研发投入上还有待提高。图SEQ图\*ARABIC3InspireA图SEQ图\*ARABIC4Adventurer3目前在FDM3D打印技术方面我国在不断进步，然而对比全球发展现状，我国在研发上仍需要大量投入，适应行业的发展规律及最新的发展方向。在设备的成型精度、材料适配成度、应用覆盖程度等方面，以及整个行业产业链的布局，都需要投入