《3D打印對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展的影響研究》2700字

3D打印對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展的影響研究目錄TOC\o"1-2"\h\u55631概述 11627023D打印技術(shù)常見(jiàn)類(lèi)別 11127933D打印技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 269283.1多材質(zhì)同時(shí)打印 264543.2低成本金屬打印 2172093.3生物組織結(jié)構(gòu)打印 215343.4體素打印 21246843D打印技術(shù)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展的影響 2305174.1設(shè)計(jì)內(nèi)容的擴(kuò)展 2124704.2設(shè)計(jì)權(quán)重的傾斜 3313154.3設(shè)計(jì)流程的演變 391034.4設(shè)計(jì)方法和工具的發(fā)展 372535結(jié)束語(yǔ) 3132參考文獻(xiàn) 3摘要：隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的不斷向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，3D打印技術(shù)也隨之出現(xiàn)。由于3D打印具有操作簡(jiǎn)單、加工范圍廣等特點(diǎn)，在軍事、航天、建筑等方面有著廣泛的應(yīng)用前景，尤其是在產(chǎn)品的外形和結(jié)構(gòu)方面，3D打印有著舉足輕重的地位。關(guān)鍵詞：3D打印；工業(yè)設(shè)計(jì)；發(fā)展；影響1概述隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，隨著科技的不斷發(fā)展，各種新的技術(shù)將會(huì)在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，為各國(guó)的經(jīng)濟(jì)、文化和發(fā)展提供了新的機(jī)遇。3D打印具有成本低、使用方便等特點(diǎn)，在工業(yè)設(shè)計(jì)中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，它可以為工業(yè)產(chǎn)品的外觀和結(jié)構(gòu)提供更多的自由設(shè)計(jì)工具，從而推動(dòng)了工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展。23D打印技術(shù)常見(jiàn)類(lèi)別目前常用的3D打印技術(shù)有SLS選擇性激光燒結(jié)、DMLS激光直接燒結(jié)、FDM熔融沉積、SLA光固化、EEM電子束熔化、SHS選擇性熱燒結(jié)、PP粉末層噴膠3D打印等。不同的印刷工藝適合于各種材質(zhì)的印刷。簡(jiǎn)而言之，3D打印技術(shù)有四大類(lèi)：熔融沉積，激光燒結(jié)，光固化，粉末噴涂。熔化淀積法是3D打印的第一種，它的結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，操作也更方便，而且每一個(gè)部件的能耗都很低，因此它的成本也很低?，F(xiàn)在這種印刷技術(shù)已經(jīng)開(kāi)放了，而且可以自己裝配。這一技術(shù)通常被應(yīng)用在諸如ABS等材料的生產(chǎn)中。激光燒結(jié)法是利用激光和電子束對(duì)材料進(jìn)行加熱，使其在一層一層的熔化后冷卻，從而實(shí)現(xiàn)燒結(jié)。該工藝具有良好的成形效果，特別是用于特殊材質(zhì)的成形。比如我們的J-20，就是用這種技術(shù)制造出來(lái)的。光固化型是將上述兩種優(yōu)勢(shì)綜合在一起，利用光敏性樹(shù)脂與紫外發(fā)生器所發(fā)出的光束進(jìn)行反應(yīng)，引發(fā)聚合反應(yīng)并固化。最后一種是粉末末上的膠粘劑，它是一種用噴嘴將膠水涂在粉末的粉末表面，從而達(dá)到固化的目的。33D打印技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)3.1多材質(zhì)同時(shí)打印多個(gè)材料的同時(shí)成形是目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)中的一個(gè)難題，它的利潤(rùn)要比它的成本低得多，因此，多個(gè)材料的成形雖然可以生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品，但卻很少被用于生產(chǎn)。在過(guò)去的幾年里，很多行業(yè)人士都嘗試過(guò)提高這種方法的使用效率，但都沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果。而3D印刷技術(shù)就是這樣。利用FDM型3D打印機(jī)的多個(gè)噴嘴實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種塑料的同步成形，不但工藝簡(jiǎn)單，而且后期加工工作也大為簡(jiǎn)化，最終的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高。3.2低成本金屬打印金屬3D打印技術(shù)是當(dāng)前3D打印技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要問(wèn)題，其核心問(wèn)題就是如何將3D打印技術(shù)普及到民用和小型化，而一旦這項(xiàng)技術(shù)的突破，將會(huì)對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生極大的沖擊，也就意味著3D打印技術(shù)將不再局限于傳統(tǒng)的生產(chǎn)領(lǐng)域，而將其轉(zhuǎn)化為一種全新的生產(chǎn)模式。具體而言，3D打印技術(shù)的關(guān)鍵是對(duì)材料的組成和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從而使零件的各個(gè)部分具有不同的性能。3.3生物組織結(jié)構(gòu)打印當(dāng)前，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的很多科研課題都以再生醫(yī)學(xué)為中心，而再生醫(yī)學(xué)也將成為今后醫(yī)學(xué)發(fā)展的一個(gè)主要方向。由于人體的組織結(jié)構(gòu)十分緊湊，常規(guī)的技術(shù)不可能制作出更好的人造器官，只能用來(lái)制作假肢、假肢、假肢等，而且價(jià)格昂貴，普通人很難買(mǎi)得起。至于那些有較多血管和神經(jīng)的臟器，就沒(méi)有辦法了。3D打印技術(shù)的興起，為再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展帶來(lái)了新的發(fā)展方向，它既可以處理生物相容性材料，也可以處理某些特殊的復(fù)雜的生物組織。3.4體素打印體素，是一種類(lèi)似于像素的東西?，F(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)可以生產(chǎn)出像素級(jí)甚至是納米級(jí)別的芯片，但隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，人們也在不斷地研究如何將這些獨(dú)立的、獨(dú)立的、獨(dú)立的零件在三維空間中進(jìn)行排列印刷。例如，三維晶片的外形已經(jīng)不再局限于原來(lái)的外形，而是可以制作出更多的個(gè)人化的結(jié)構(gòu)，并且在未來(lái)的發(fā)展中，3D晶片可以直接在產(chǎn)品的外殼上進(jìn)行打印，這樣就能節(jié)省空間，體積也會(huì)變得更小。而且它的生產(chǎn)工藝也非常的簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)整體的生產(chǎn)，只要將所有的結(jié)構(gòu)和功能都設(shè)計(jì)成一個(gè)整體就可以了。43D打印技術(shù)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展的影響4.1設(shè)計(jì)內(nèi)容的擴(kuò)展大多數(shù)的產(chǎn)品，其使用功能都與產(chǎn)品的形狀、結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而在信息時(shí)代，電子設(shè)備的應(yīng)用也是如此，因?yàn)樗臄?shù)據(jù)處理和通訊都是依賴(lài)于產(chǎn)品的電子部件與結(jié)構(gòu)，所以它的制造和制造都是由工程學(xué)和材料學(xué)組成的。而3D打印技術(shù)則是一座橋梁，它將設(shè)計(jì)和工程結(jié)合在了一起，通過(guò)這種技術(shù)，可以將各種材料進(jìn)行合理的組裝，從而生產(chǎn)出一種全新的材料，這是傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)所不可能實(shí)現(xiàn)的。3D印刷技術(shù)的發(fā)展，使制造企業(yè)由連續(xù)的模擬物料向數(shù)碼印刷、由單一的模型生產(chǎn)向物質(zhì)控制的轉(zhuǎn)變，物料的使用將從單純的結(jié)構(gòu)化，而具備某種功能，從而使工業(yè)設(shè)計(jì)的范圍得到了拓展。4.2設(shè)計(jì)權(quán)重的傾斜制造企業(yè)的關(guān)鍵在于量產(chǎn)，而量產(chǎn)的關(guān)鍵在于技術(shù)、設(shè)計(jì)和制造，設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的一環(huán)。在傳統(tǒng)的制造業(yè)中，大部分的產(chǎn)品都是視覺(jué)化的，而不是真正的產(chǎn)品。而采用3D打印技術(shù)的分散式制造系統(tǒng)，可以減少生產(chǎn)的數(shù)量，減少生產(chǎn)和銷(xiāo)售的影響，并且由于技術(shù)的易用性，許多關(guān)鍵技術(shù)都可以被開(kāi)源，因此，工業(yè)設(shè)計(jì)的比重會(huì)越來(lái)越大，創(chuàng)意工作將會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位。4.3設(shè)計(jì)流程的演變由于3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，它的設(shè)計(jì)將會(huì)有更多的客戶(hù)群體，甚至可以滿(mǎn)足客戶(hù)的個(gè)性化需求，因此，它并不像傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)那樣，只需要按照客戶(hù)的要求來(lái)設(shè)計(jì)，就可以在概念設(shè)計(jì)的時(shí)候，就可以決定它的技術(shù)參數(shù)和大小，而且還可以提供給使用者使用，這個(gè)過(guò)程中，也可以根據(jù)產(chǎn)品的快速迭代，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化。在3D打印技術(shù)越來(lái)越流行的今天，人們已經(jīng)可以自己設(shè)計(jì)出自己的產(chǎn)品了，這意味著，工業(yè)設(shè)計(jì)將會(huì)被直接轉(zhuǎn)化為銷(xiāo)售和定制，這將會(huì)改變整個(gè)行業(yè)的商業(yè)模式和市場(chǎng)。4.4設(shè)計(jì)方法和工具的發(fā)展三維印刷技術(shù)的設(shè)計(jì)手段與傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品相比，存在較大的差別。一方面，從設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō)，由于3D印刷技術(shù)的發(fā)展，使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更加靈活、方便，因此，在設(shè)計(jì)上要有更高的創(chuàng)新，要打破傳統(tǒng)的單純的模型和模仿。而3D打印技術(shù)則要依賴(lài)于軟件，才能使3D打印的運(yùn)算能力和復(fù)雜的構(gòu)造能力得到最大程度的發(fā)揮。在設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)工具方面，有條件設(shè)計(jì)、生成設(shè)計(jì)、演化設(shè)計(jì)三大方向。5結(jié)束語(yǔ)文章介紹了三維印刷技術(shù)，列舉了四種不同類(lèi)型的3D印刷技術(shù)，并介紹了它們各自的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)其在不同行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，并對(duì)其在工業(yè)設(shè)計(jì)中的作用進(jìn)行了探討?？梢哉f(shuō)，3D打印技術(shù)在發(fā)展上有著很大的優(yōu)勢(shì)。參考文獻(xiàn)[1]余森林，毛一鳴.工業(yè)4.0時(shí)代3D打印技術(shù)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性影響[J].設(shè)計(jì)，2016