3D打印技術(shù)介紹(共10頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上3D打印技術(shù)介紹相關(guān)背景3D打印1已經(jīng)成為一種潮流，并開(kāi)始廣泛應(yīng)用在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是工業(yè)設(shè)計(jì)，數(shù)碼產(chǎn)品開(kāi)模等，可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成一個(gè)模具的打印，節(jié)約了很多產(chǎn)品從開(kāi)發(fā)到投入市場(chǎng)的時(shí)間。2-33D 打印機(jī)可以用各種原料打印三維模型，使用3D 輔助設(shè)計(jì)軟件，工程師設(shè)計(jì)出一個(gè)模型或原型之后，無(wú)論設(shè)計(jì)的是一所房子還是人工心臟瓣膜，之后通過(guò)相關(guān)公司生產(chǎn)的3D打印機(jī)進(jìn)行打印，打印的原料可以是有機(jī)或者無(wú)機(jī)的的材料，例如橡膠、塑料，不同的打印機(jī)廠商所提供的打印材質(zhì)不同。43D打印機(jī)，即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方

2、式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。過(guò)去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。特別是一些高價(jià)值應(yīng)用（比如髖關(guān)節(jié)或牙齒，或一些飛機(jī)零部件）已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件?！叭S打印”意味著這項(xiàng)技術(shù)的普及。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種打印機(jī)的產(chǎn)量以及銷(xiāo)量在二十一世紀(jì)以來(lái)就已經(jīng)得到了極大的增長(zhǎng)，其價(jià)格也正逐年下降。該技術(shù)珠寶，鞋類(lèi)，工業(yè)設(shè)計(jì)，建筑，工程和施工（AEC），汽車(chē)，航空航天，牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)，教育，地理信息系統(tǒng)，土木工程以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。5發(fā)明歷程起源3D打印源自100多年前的照相雕塑和地貌成形技術(shù)，上世紀(jì)80年代已有雛形，其學(xué)名為“快速

3、成型”。它的原理是：把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中，機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來(lái)。打印出的產(chǎn)品，可以即時(shí)使用。發(fā)明伊始據(jù)報(bào)道，美國(guó)科學(xué)家發(fā)明了一種可打印出三維效果的打印機(jī)，并已將其成功 可打印出塑料制成的固體制品推向市場(chǎng)。普通打印機(jī)能打印一些報(bào)告等平面紙張資料。而這種最新發(fā)明的打印機(jī)，它不僅使立體物品的造價(jià)降低，且激發(fā)了人們的想象力。未來(lái)三維打印機(jī)的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。三維打印機(jī)不僅使立體物品的造價(jià)降低，且激發(fā)了人們的想象力。未來(lái)三維打印機(jī)的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。在此之前，三維打印機(jī)數(shù)量很少，大多集中在“科學(xué)怪人”和電子產(chǎn)品愛(ài)好者手中。他們主要用來(lái)打印像珠寶、玩具、工具、廚房用品之類(lèi)的東西。甚至有

4、汽車(chē)專(zhuān)家打印出了汽車(chē)零部件，然后根據(jù)塑料模型去訂制真正市面上買(mǎi)不到的零部件。人們可以在一些電子產(chǎn)品商店購(gòu)買(mǎi)到這類(lèi)打印機(jī)，工廠也在進(jìn)行直接銷(xiāo)售。不過(guò)物以稀為貴，一套三維打印機(jī)的價(jià)格從一般的750美元到上等質(zhì)量的27000美元不等?？茖W(xué)家們表示，三維打印機(jī)的使用范圍還很有限，不過(guò)在未來(lái)的某一天人們一定可以通過(guò)3D打印機(jī)打印出更實(shí)用的物品。發(fā)展過(guò)程3D打印，又稱(chēng)三維打印，它是快速成形技術(shù)的一種，它是運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)一層又一層的多層打印方式，構(gòu)造零對(duì)象。模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)用于建造模型，現(xiàn)正發(fā)展成產(chǎn)品制造，形成“直接數(shù)字化制造”。一些高價(jià)值應(yīng)用（如髖關(guān)節(jié)或牙齒，或飛機(jī)零部件）已經(jīng)有

5、打印而成的零部件出現(xiàn)?！?D打印”意味著這項(xiàng)技術(shù)的普及。在20世紀(jì)80年代中期，SLS被在美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開(kāi)發(fā)出來(lái)并獲得專(zhuān)利，項(xiàng)目由DARPA贊助的。1979年，類(lèi)似過(guò)程由RF Housholder得到專(zhuān)利，但沒(méi)有被商業(yè)化。 3d打印機(jī)1995年，麻省理工創(chuàng)造了“三維打印”一詞，當(dāng)時(shí)的畢業(yè)生Jim Bredt和Tim Anderson修改了噴墨打印機(jī)方案，變?yōu)榘鸭s束溶劑擠壓到粉末床的解決方案，而不是把墨水?dāng)D壓在紙張上的方案。說(shuō)到3D打印，就不得不提3D打印機(jī)：3D打印機(jī)又稱(chēng)三維打印機(jī)，是一種累積制造技術(shù)，通過(guò)打印一層層的粘合材料來(lái)制造三維的物體?，F(xiàn)階段三維打印機(jī)被

6、用來(lái)制造樣品。 2003年以來(lái)三維打印機(jī)的銷(xiāo)售逐漸擴(kuò)大，價(jià)格也開(kāi)始下降。該技術(shù)可用于珠寶，鞋類(lèi)，工業(yè)設(shè)計(jì)，建筑，工程和施工（AEC），汽車(chē)，航空航天，牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)，教育，地理信息系統(tǒng)，土木工程，和許多其他領(lǐng)域。最早的3D打印出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)的80年代，價(jià)格極其昂貴且所能打印的產(chǎn)品數(shù)量也少得可憐。6 最早的3d打印機(jī)工作原理設(shè)計(jì)2010年3月，一位名為恩里科· 迪尼（Enrico Dini ）的發(fā)明家設(shè)計(jì)出了一種神奇的3D打印機(jī)，它甚至可以“打印”出一幢完整的建筑。 3d打印機(jī)和打印物(19張)據(jù)恩里科·迪尼介紹，這種打印機(jī)的原料主要是沙子。當(dāng)打印機(jī)開(kāi)始工作時(shí)，它的上千個(gè)噴嘴

7、中會(huì)同時(shí)噴出沙子和一種鎂基膠。這種特制的膠水會(huì)將沙子粘成像巖石一樣堅(jiān)固的固體，并形成特定的形狀，然后只需要按照預(yù)先設(shè)定的形狀一層層噴上這種材料，最終就可以“打印”一個(gè)完整的雕塑或者教堂建筑。3D打印是添加劑制造技術(shù)的一種形式，在添加劑制造技術(shù)中三維對(duì)象是通過(guò)連續(xù)的物理層創(chuàng)建出來(lái)的。3D打印機(jī)相對(duì)于其他的添加劑制造技術(shù)而言，具有速度快，價(jià)格便宜，高易用性等優(yōu)點(diǎn)。3D打印機(jī)就是可以“打印”出真實(shí)3D物體的一種設(shè)備，功能上與激光成型技術(shù)一樣，采用分層加工、迭加成形，即通過(guò)逐層增加材料來(lái)生成3D實(shí)體，與傳統(tǒng)的去除材料加工技術(shù)完全不同。稱(chēng)之為“打印機(jī)”是參照了其技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^(guò)程與噴墨打印十分

8、相似。隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們已經(jīng)能夠生產(chǎn)出與原型的外觀、感覺(jué)和功能極為接近的3D模型。說(shuō)的簡(jiǎn)單一點(diǎn)，3D打印是斷層掃描的逆過(guò)程，斷層掃描是把某個(gè)東西“切“成無(wú)數(shù)疊加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后疊加到一起，成為一個(gè)立體物體。使用3D打印機(jī)就像打印一封信：輕點(diǎn)電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數(shù)字文件便被傳送到一臺(tái)噴墨打印機(jī)上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。而在3D打印時(shí)，軟件通過(guò)電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機(jī)上，后者會(huì)將連續(xù)的薄型層面堆疊起來(lái)，直到一個(gè)固態(tài)物體成型。3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實(shí)

9、實(shí)在在的原材料。7打印特點(diǎn)3D打印技術(shù)對(duì)于生產(chǎn)者來(lái)說(shuō)，可大幅降低生產(chǎn)成本，提高原材料和能源的使用效率，減少對(duì)環(huán)境的影響，它還使消費(fèi)者能根據(jù)自己的需求量身定制產(chǎn)品。83D打印機(jī)既不需要用紙，也不需要用墨，而是通過(guò)電子制圖、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、激光掃描、材料熔化等一系列技術(shù)，使特定金屬粉或者記憶材料熔化，并按照電子模型圖的指示一層層重新疊加起來(lái)，最終把電子模型圖變成實(shí)物。其優(yōu)點(diǎn)是大大節(jié)省工業(yè)樣品制作時(shí)間，且可以“打印”造型復(fù)雜的產(chǎn)品。因此許多專(zhuān)家認(rèn)為，這種技術(shù)代表制造業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)。工作步驟3D打印機(jī)工作步驟是這樣的：使用CAD軟件來(lái)創(chuàng)建物品，如果你有現(xiàn)成的模型也可以，比如動(dòng)物模型、人物、 或者微縮建筑等

10、等。然后通過(guò)SD卡或者USB優(yōu)盤(pán)把它拷貝到3D打印機(jī)中，進(jìn)行打印設(shè)置后，打印機(jī)就可以把它們打印出來(lái)，其工作結(jié)構(gòu)分解圖如下。3D打印機(jī)的工作原理和傳統(tǒng)打印機(jī)基本一樣，都是由控制組件、機(jī)械組件、打印頭、耗材和介質(zhì)等架構(gòu)組成的，打印原理是一樣的。3D打印機(jī)主要是在打印前在電腦上設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的三維立體模型，然后再進(jìn)行打印輸出。33D打印與激光成型技術(shù)一樣，采用了分層加工、疊加成型來(lái)完成3D實(shí)體打印。每一層的打印過(guò)程分為兩步，首先在需要成型的區(qū)域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴(kuò)散。然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會(huì)迅速固化黏結(jié)，而沒(méi)有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài)。這樣在一層膠水一層粉末的

11、交替下，實(shí)體模型將會(huì)被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環(huán)利用。實(shí)際過(guò)程(6張)應(yīng)用領(lǐng)域3D打印機(jī)的應(yīng)用對(duì)象可以是任何行業(yè)，只要這些行業(yè)需要模型和原型。以色列的Objet公司認(rèn)為，3D打印機(jī)9需求量較大的行業(yè)包括政府、航天和國(guó)防、醫(yī)療設(shè)備、高科技、教育業(yè)以及制造業(yè)。醫(yī)療行業(yè)。一位83歲的老人由于患有慢性的骨頭感染，因此換上了由3D打印機(jī)“打印”出來(lái)的下顎骨，這是世界上首位使用3D打印產(chǎn)品做人體骨骼的案例。骨骼打印據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，在不久的將來(lái)外科醫(yī)生們或許就將可以在手術(shù)中現(xiàn)場(chǎng)利用打印設(shè)備打印出各種尺寸的骨骼用于臨床使用10。這種神奇的3D打印機(jī)已經(jīng)被制造

12、出來(lái)了，而用于替代真實(shí)人體骨骼的打印材料則正在緊鑼密鼓地測(cè)試之中。在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，這種骨骼替代打印材料已經(jīng)被證明可以支持人體骨骼細(xì)胞在其中生長(zhǎng)，并且其有效性也已經(jīng)在老鼠和兔子身上得到了驗(yàn)證。未來(lái)數(shù)年內(nèi)，打印出的質(zhì)量更好的骨骼替代品或?qū)椭饪剖中g(shù)醫(yī)師進(jìn)行骨骼損傷的修復(fù)，用于牙醫(yī)診所，甚至幫助骨質(zhì)疏松癥患者恢復(fù)健康。3D打印技術(shù)迅速興起，成為炙手可熱的新型產(chǎn)業(yè)，它可以打印的立體產(chǎn)品種類(lèi)正迅速增加。為了打印骨 3D打印機(jī)圖片(20張)骼材料，博斯和她的同事們使用了一臺(tái)商業(yè)銷(xiāo)售的ProMetal 3D打印機(jī)進(jìn)行測(cè)試。這種3D打印機(jī)最初的設(shè)計(jì)目的是為了打印金屬件。它會(huì)逐層噴灑塑料膠粒在一層粉末基底之上

13、并逐層成型。每一層的厚度僅相當(dāng)于人的頭發(fā)絲寬度的一半。這種骨骼支架的主要材料成分是磷酸鈣，其中還額外添加了硅和鋅以便增強(qiáng)其強(qiáng)度。當(dāng)它被植入人體內(nèi)之后可以暫時(shí)起到骨骼的支撐作用，并在此過(guò)程中幫助正常骨骼細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育并由此修復(fù)之前的損傷，隨后這種材料可以在人體內(nèi)自然溶解?？茖W(xué)家們花費(fèi)4年時(shí)間才找出這種材料的合適配方，其中涉及化學(xué)，材料學(xué)，生物學(xué)和工藝科學(xué)的諸多學(xué)科?？茖W(xué)研究-美國(guó)德雷塞爾大學(xué)的研究人員通過(guò)對(duì)化石進(jìn)行3D掃描，利用3D打印技術(shù)做出了適合研究的3D模型，不但保留了原化石所有的外在特征，同時(shí)還做了比例縮減，更適合研究。產(chǎn)品原型-比如微軟的3D模型打印車(chē)間，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來(lái)之后，通過(guò)3D打印

14、機(jī)打印出來(lái)模型，能夠讓設(shè)計(jì)制造部門(mén)更好的改良產(chǎn)品，打造出更出色的產(chǎn)品。文物保護(hù)-博物館里常常會(huì)用很多復(fù)雜的替代品來(lái)保護(hù)原始作品不受環(huán)境或意外事件的傷害，同時(shí)復(fù)制品也能將藝術(shù)或文物的影響更多更遠(yuǎn)的人。史密森尼博物館就因?yàn)樵嫉耐旭R斯·杰弗遜要放在弗吉尼亞州展覽，所以博物館用了一個(gè)巨大的3D打印替代品放在了原來(lái)雕塑的位置。建筑設(shè)計(jì)-在建筑業(yè)里，工程師和設(shè)計(jì)師們已經(jīng)接受了用3D打印機(jī)打印的建筑模型，這種方法快速、成本低、環(huán)保，同時(shí)制作精美。完全合乎設(shè)計(jì)者的要求，同時(shí)又能節(jié)省大量材料。制造業(yè)-制造業(yè)也需要很多3D打印產(chǎn)品，因?yàn)?D打印無(wú)論是在成本、速度和精確度上都要比傳統(tǒng)制造好很多。而3D打

15、印技術(shù)本身非常適合大規(guī)模生產(chǎn)，所以制造業(yè)利用3D技術(shù)能帶來(lái)很多好處，甚至連質(zhì)量控制都不再是個(gè)問(wèn)題。食品產(chǎn)業(yè)-沒(méi)錯(cuò)，就是“打印”食品。研究人員已經(jīng)開(kāi)始嘗試打印巧克力了?；蛟S在不久的將來(lái)，很多看起來(lái)一模一樣的食品就是用食品3D打印機(jī)“打印”出來(lái)的。當(dāng)然，到那時(shí)可能人工制作的食品會(huì)貴很多倍。汽車(chē)制造業(yè)-不是說(shuō)你的車(chē)是3D打印機(jī)打印出來(lái)的（當(dāng)然或許有一天這也有可能），而是說(shuō)汽車(chē)行業(yè)在進(jìn)行安全性測(cè)試等工作時(shí)，會(huì)將一些非關(guān)鍵部件用3D打印的產(chǎn)品替代，在追求效率的同時(shí)降低成本。配件、飾品-這是最廣闊的一個(gè)市場(chǎng)。在未來(lái)不管是你的個(gè)性筆筒，還是有你半身浮雕的手機(jī)外殼，抑或是你和愛(ài)人擁有的世界上獨(dú)一無(wú)二的戒指，都

16、有可能是通過(guò)3D打印機(jī)打印出來(lái)的。甚至不用等到未來(lái)，就可以實(shí)現(xiàn)。12發(fā)展前景恩里科·迪尼稱(chēng)，他已經(jīng)在和建筑大師諾曼·福斯特、阿爾塔空間公司等進(jìn)行討論，希望能設(shè)計(jì)出一種可以使用月球塵土的打印機(jī)，屆時(shí)在月球上就可以使用這種打印機(jī)快速的建造出人類(lèi)的月球基地。4預(yù)計(jì)2050年實(shí)現(xiàn)3D打印機(jī)制造飛機(jī)歐洲飛機(jī)制造公司Airbus的設(shè)計(jì)師透露3D打印飛機(jī)打造計(jì)劃，預(yù)計(jì)2050前達(dá)成。 據(jù)Forbes報(bào)導(dǎo)，此計(jì)劃將使用機(jī)庫(kù)般大小的3D打印機(jī)，制造飛機(jī)零件，Airbus的員工Bastian Schafer描述他的構(gòu)想：此架飛機(jī)80米長(zhǎng)，曲面機(jī)身由透明材質(zhì)制成，乘客就感覺(jué)彷佛翱翔在云端中。 A

17、irbus提出的概念型飛機(jī)具自我清潔功能，在2011年時(shí)已完成內(nèi)建類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、抗氧化空氣，以及體熱采集設(shè)備，Schafer在過(guò)去兩年集合一群Airbus工業(yè)設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)，為了這概念而努力，他表示：這個(gè)機(jī)會(huì)讓我們能做些不一樣的事。 13行業(yè)現(xiàn)狀3D打印機(jī)發(fā)展1、價(jià)格因素：大多數(shù)桌面級(jí)3D打印機(jī)的售價(jià)在2萬(wàn)元人民幣左右，一些國(guó)內(nèi)的仿制品價(jià)格可以低到6000元。但是據(jù)3D打印機(jī)代理商透露，國(guó)產(chǎn)的3D打印機(jī)雖然價(jià)格低，但質(zhì)量很難保障。對(duì)于桌面級(jí)3D打印機(jī)來(lái)說(shuō)，由于僅能打印塑料產(chǎn)品，因此使用范圍非常有限，而且對(duì)于家庭用戶來(lái)說(shuō)，3D打印機(jī)的使用成本仍然很高。因?yàn)樵诖蛴∫粋€(gè)物品之前，人們必須會(huì)懂得3D建模，然

18、后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成3D打印機(jī)能夠讀取的格式，最后再進(jìn)行打印。2、原材料3D打印不是一項(xiàng)高深艱難的技術(shù)。它與普通打印的區(qū)別就在于打印材料。以色列的Object是掌握最多打印材料的公司。它已經(jīng)可以使用14種基本材料并在此基礎(chǔ)上混搭出107種材料，兩種材料的混搭使用、上色也已經(jīng)是現(xiàn)實(shí)。但是，這些材料種類(lèi)與人們生活的大千世界里的材料相比，還相差甚遠(yuǎn)。不僅如此，這些材料的價(jià)格便宜的幾百元一公斤，最貴的要四萬(wàn)元左右。3、社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)成本如同核反應(yīng)既能發(fā)電，又能破壞一樣。3D打印技術(shù)在初期就讓人們看到了一系列隱憂，而未來(lái)的發(fā)展也會(huì)令不少人擔(dān)心。如果什么都能徹底復(fù)制，想到什么就能制造出什么，聽(tīng)上去很美的同時(shí)，也著實(shí)讓

19、人恐懼。144、著名的3D打印悖論3d打印是一層層來(lái)制作物品，如果想把物品制作的更精細(xì)，則需要每層厚度減小；如果想提高打印速度，則需要增加層厚，而這勢(shì)必影響產(chǎn)品的精度質(zhì)量。若生產(chǎn)同樣精度的產(chǎn)品，同傳統(tǒng)的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)相比，沒(méi)有成本上的優(yōu)勢(shì)，尤其是考慮到時(shí)間成本，規(guī)模成本之后。5、整個(gè)行業(yè)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，難以形成產(chǎn)業(yè)鏈21世紀(jì)3d打印機(jī)生產(chǎn)商是百花齊放，如戰(zhàn)國(guó)時(shí)代。 3D打印機(jī)缺乏標(biāo)準(zhǔn)，同一個(gè)3d模型給不同的打印機(jī)打印，所得到的結(jié)果是大不相同的。此外，打印原材料也缺乏標(biāo)準(zhǔn)，2012-2013年3d打印機(jī)廠商都想讓消費(fèi)者買(mǎi)自己提供的打印原料，這樣他們能獲取穩(wěn)定的收入。這樣做雖然可以理解，畢竟普通打印機(jī)也走