第五周9月30日課堂作業(yè)-3d技術(shù)進展綜述

1、3D 打印技術(shù)進展綜述摘要：本文闡述了 3D 打印技術(shù)及其目前的發(fā)展現(xiàn)狀，并且闡述它的主要應(yīng)用領(lǐng)域。先是大致介紹了 3D 打印技術(shù)及其應(yīng)用，然后就其優(yōu)點進行了分析，并對其目前的限制進行了闡述。最后就其國內(nèi)外發(fā)展狀況進行了介紹。這篇文章有助于想從事 3D 打印研究的人員摸清方向，并對其有一個總體的了解。: 3D 打印；進展；研究現(xiàn)狀 .3D打印技術(shù)概況3D打?。?Dpring）技術(shù)是指通過連續(xù)的物理層疊加，逐層增加材料來生成三維實體的技術(shù)，與傳統(tǒng)的去除材料加工技術(shù)不同，因此又稱為添加制造或增材制造1。3D 打印是“增材制造”（AdditiveManufacturing）的主要實現(xiàn)形式?！霸霾闹圃?/p>

2、”的理念區(qū)別于傳統(tǒng)的“去除型”制造。傳統(tǒng)數(shù)控制造一般是在原材料基礎(chǔ)上，使用切割、磨削、腐蝕、熔融等辦法，去除多余部分，得到零，再以拼裝、焊接等方法組最終產(chǎn)品。而“增材制造”與之截然不同，無需原胚和模具，就能直接根據(jù)計算機圖形數(shù)據(jù)，通過增加材料的方法生成任何形狀的物體，簡化產(chǎn)品的制造程序，縮短產(chǎn)品的研制周期，提高效率并降低成本。二. 3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域3D打印技術(shù)具有廣泛的運用領(lǐng)域，具體應(yīng)用領(lǐng)域包括：1工業(yè)制造：產(chǎn)品概念設(shè)計、原型制作、產(chǎn)品評審、功能驗證；制作模具原型或直接打印模具，直接打印產(chǎn)品。3D 打印的小型無人飛機、小型汽車等概念產(chǎn)品已問世。3D 打印的家用器具模型，也被用于企業(yè)的宣傳、活

3、動中。2文化創(chuàng)意和數(shù)碼：形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料特殊的藝術(shù)表達載體。科幻類達運用3D 打印塑造了部分角色和，3D 打印的小提琴接近了手工藝的水平。3航空航天、工：復(fù)雜形狀、尺寸微細、特殊性能的零、機構(gòu)的直接制造。4生物醫(yī)療：人造骨骼、牙齒、助、假肢等。消費品：珠寶、服飾、鞋類、玩具、創(chuàng)意DIY 作品的設(shè)計和制造。建筑工程：建筑模型風動試驗和效果展示，建筑工程和施工（AEC）模擬。7教育：模型驗證科學(xué)假設(shè)，用于不同學(xué)科實驗、教學(xué)。在的一些中學(xué)、普通高校和軍事院校，3D已經(jīng)被用于教學(xué)和科研。三. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1. 國外現(xiàn)狀：經(jīng)過十多年的探索和發(fā)展，3D打印技術(shù)有了長足的進步，目前已經(jīng)能夠在0.01m

4、m的單層厚度上實現(xiàn)600dpi的精細分辨率。目前國際上較先進的產(chǎn)品可以實現(xiàn)每小時25mm厚度的垂直速率，并可實現(xiàn)24位色彩的彩色打印。目前，在全球3D行業(yè)，3D System和Stratasys兩家公司的產(chǎn)品占據(jù)了絕大多數(shù)市場份額。此外，在此領(lǐng)域具有較強技術(shù)實力和特色的企業(yè)/研發(fā)團隊還有的FabHome和Shways、英國的Reprap等。3D Systems公司是全世界最大的快速成型設(shè)備開發(fā)公司。于2011年11月收購了3D打印技術(shù)的最早發(fā)明者和最初專利擁有者Z Corporation公司之后，3D Systems奠定了在3D打印領(lǐng)域的龍頭地位。目前在歐美發(fā)達國家，3D打印技術(shù)已經(jīng)初步形成了

5、成功的模式。如在消費電子業(yè)、航空業(yè)和汽車制造業(yè)等領(lǐng)域，3D打印技術(shù)可以以較低的成本、較高的效率生產(chǎn)小批量的定制，完成復(fù)雜而精細的造型。另外，3D打印技術(shù)獲得應(yīng)用的領(lǐng)域是個性化消費品產(chǎn)業(yè)。如紐約一家創(chuàng)意消費品公司Quirky通過征集用戶的設(shè)計方案，以3D打印技術(shù)制成實物產(chǎn)品并通過電子市場銷售，每年能夠推出60種創(chuàng)新產(chǎn)品，年收入達到100萬。2. 國內(nèi)現(xiàn)狀：自20世紀90年代以來，國內(nèi)多所高校開展了3D打印技術(shù)的研發(fā)。在現(xiàn)代成型學(xué)理論、分層實體制造、FDM工藝等方面都有一定的科研優(yōu)勢；華技大學(xué)在分層實體制造工藝方面有優(yōu)勢，并已推出了HRP系列成型機和成型材料；西安交通大學(xué)研制了三維噴頭，并開發(fā)了光

6、成型系統(tǒng)及相應(yīng)成型材料，成型精度達到0.2mm；中國科技大學(xué)自行研制了八噴頭組合噴射裝置，有望在微制造、光電器件領(lǐng)域得到應(yīng)用。但總體而言，國內(nèi)3D打印技術(shù)研發(fā)水平與國外相比還有較大差距。近年來，國內(nèi)如維示泰克、紫金立德、江蘇敦超等企業(yè)已實現(xiàn)了3D的整機生產(chǎn)和銷售，這些企業(yè)共同的特點是由海外歸國團隊建立，規(guī)模較小，產(chǎn)品技術(shù)與國外廠商同類產(chǎn)品相比尚處于。目前，國產(chǎn)3D在打印精度、打印速度、打印尺寸和支持等方面還難以滿足的需求，技術(shù)水平有待進一步。在服務(wù)領(lǐng)域，我國東部發(fā)達城市已普遍有企業(yè)應(yīng)用進口3D打印設(shè)備開展了商業(yè)化的快速成型服務(wù)，其服務(wù)范圍涉及到模具制作、樣品制作、輔助設(shè)計、復(fù)原等多個領(lǐng)域。與內(nèi)

7、地相比，我國港臺地區(qū)3D打印技術(shù)引入起步較早，應(yīng)用更為廣泛，但港臺主要著重于技術(shù)應(yīng)用，而非研發(fā)。四. 3D打印技術(shù)的發(fā)展趨勢隨著智能制造的進一步發(fā)展成熟，新的、控制技術(shù)、材料技術(shù)等不斷被廣泛應(yīng)用到制造領(lǐng)域，3D打印技術(shù)也將被推向更高的層面。未來，3D打印技術(shù)的發(fā)展將體現(xiàn)出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趨勢。3D打印的速度、效率和精度，開拓并行打印、連續(xù)打印、大件打印、多材料打印的工藝方法，提高成品的表面質(zhì)量、力學(xué)和物理性能，以實現(xiàn)直接面向產(chǎn)品的制造；開發(fā)更為多樣的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質(zhì)材料及復(fù)合材料等，特別是金屬材料直接成型技術(shù)有可能成為今后研究與應(yīng)用

8、的又一個熱點；3D的體積小型化、桌面化，成本更低廉，操作更簡便，更能適應(yīng)分布化生產(chǎn)、設(shè)計與制造及家庭日常應(yīng)用的需求；集成化，實現(xiàn)CAD/CAPP/RP的一體化，使設(shè)計生產(chǎn)控制能夠無縫對接，實現(xiàn)設(shè)計者直接聯(lián)網(wǎng)控制的制造；拓展3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)、建筑、車輛、服裝等行業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)造性應(yīng)用。參考文獻：123456789喬益民3D 打印技術(shù)在包裝容器成型中的應(yīng)用J包裝工程，2012，33(22):6872.三維打印.中國的 3D成形M.：機械工業(yè).2012.何時走出校園J.中國新時代,2012(12):90-91.,張曙.三維打印成形技術(shù)的新進展J.機械制造,2005(12):62-64.瑞.三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用J.浙江科技學(xué)院學(xué)報,2009(3):186-189.3D 打印的發(fā)展現(xiàn)狀分析J.絲網(wǎng)印刷,2012(9):39-43.