3D打印機(jī)組裝與調(diào)試 課件 第2講3D打印技術(shù)的發(fā)展

3D打印技術(shù)的發(fā)展授課教師：陳金英3D打印機(jī)組裝與調(diào)試3D打印技術(shù)的發(fā)展概述國(guó)際的發(fā)展?fàn)顩r在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r發(fā)展的制約因素01020304發(fā)展前景053D打印機(jī)組裝與調(diào)試思考題063D打印技術(shù)的發(fā)展概述12345618世紀(jì)60年代，蒸汽機(jī)的廣泛使用引發(fā)了第一次工業(yè)革命。20世紀(jì)80年代后期3D打印機(jī)問世，3D打印技術(shù)經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展，被譽(yù)為新時(shí)代的工業(yè)革命。3D打印技術(shù)在30年的研發(fā)過(guò)程中取得了巨大的突破，在一定程度上取代了傳統(tǒng)加工工藝中的機(jī)械加工及開模制造等工序。3D打印技術(shù)采用逐層累加式的加工原理，使用建模軟件設(shè)計(jì)零件的三維模型，經(jīng)3D打印設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品的加工制造。3D打印技術(shù)在打印材料、打印精度、打印速度、支撐的去除等方面仍有待完善。未來(lái)3D打印技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用市場(chǎng)會(huì)擁有巨大的潛力，并且能夠在建筑、食品、工業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。3D打印技術(shù)在國(guó)際的發(fā)展?fàn)顩r2011年，英國(guó)南安普頓大學(xué)的工程師使用3D打印技術(shù)制造出世界首架無(wú)人駕駛飛機(jī)。2000年，美國(guó)Z

corp公司與日本Riken

Institute研制出基于噴墨打印技術(shù)的能夠制作出彩色原型件的三維打印機(jī)。3D打印技術(shù)以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使其成為“第三次工業(yè)革命”的重要標(biāo)志。3D打印的思想起源于19世紀(jì)的美國(guó)，在國(guó)外發(fā)展較快。010203043D打印技術(shù)在國(guó)際的發(fā)展?fàn)顩r英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道，由英國(guó)南安普敦大學(xué)工程師制造的世界上第一架“3D打印”飛機(jī)“SULSA”試飛成功。生產(chǎn)技術(shù)采用“激光燒結(jié)”“SULSA”是一架小型無(wú)人駕駛飛機(jī)，翼展2米，最高時(shí)速可達(dá)100英里，還配備有微型自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，可用于巡航。3D打印技術(shù)在國(guó)際的發(fā)展?fàn)顩r3D

Systems公司----/stratasys/3dprinting2013年，美國(guó)普惠·洛克達(dá)因公司采用選擇性激光熔覆技術(shù)制造了J-2X火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣孔蓋，并試驗(yàn)成功。以色列的Object

Geometries公司推出了基于結(jié)合3D

Ink—Jet與光固化工藝的三維打印機(jī)Quadra。在全球3D打印機(jī)行業(yè)，美國(guó)3DSystems和Stratasys兩家公司的產(chǎn)品占據(jù)了絕大多數(shù)市場(chǎng)份額。3D

Systems公司的實(shí)力最為強(qiáng)大，代表了3D打印技術(shù)目前的技術(shù)水平和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。3D打印技術(shù)在國(guó)際的發(fā)展?fàn)顩rFDM技術(shù)FDM又稱熔融沉積成型，是迄今為止使用最廣泛的3D打印工藝之一，使用生產(chǎn)級(jí)別的熱塑性塑料，打印的零件具有很好的機(jī)械性、耐熱性和化學(xué)強(qiáng)度。Stratasys的3D打印技術(shù)和材料FDM技術(shù)3D打印技術(shù)在國(guó)際的發(fā)展?fàn)顩rFDM技術(shù)清潔、易用、適合辦公室環(huán)境支持生產(chǎn)級(jí)熱塑性塑料，具有機(jī)械穩(wěn)定性能制造復(fù)雜幾何形狀和內(nèi)腔

支持小批量，直接生產(chǎn)FDM3D打印機(jī)支持熱塑性塑料及其性能3D打印技術(shù)在國(guó)際的發(fā)展?fàn)顩rShapeways公司/create市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式客戶在Shapeways網(wǎng)站上搜索感興趣的設(shè)計(jì)作品（即3D模型）。再選擇打印材料，將訂單發(fā)送給Shapeways工廠的工作人員，由他們確定是否可行。最后，用3D打印機(jī)打印。3D打印技術(shù)在國(guó)際的發(fā)展?fàn)顩rShapeways公司/create市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式3D打印不僅僅是一項(xiàng)制造技術(shù)，在Shapeways工廠里，主要采用一種激光燒結(jié)的3D打印技術(shù)，就是使用激光將粉末狀的材料逐層熔融燒結(jié)，形成制定的形狀。3D打印技術(shù)在國(guó)際的發(fā)展?fàn)顩r3D打印技術(shù)在國(guó)際的發(fā)展?fàn)顩r歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，3D打印技術(shù)形成了商用模式。3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)、航天、汽車、電子、生物、建筑、藝術(shù)等領(lǐng)域，可以小批量定制部件，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜而精細(xì)的造型。國(guó)際3D打印機(jī)制造業(yè)，正處于迅速兼并與整合過(guò)程中，行業(yè)巨頭正在加速崛起。3D打印技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r01清華大學(xué)在現(xiàn)代成型學(xué)理論、分層實(shí)體制造、FDM藝等方面有一定的科研優(yōu)勢(shì)；02華中科技大學(xué)在分層實(shí)體制造工藝方面有優(yōu)勢(shì)，推出HRP系列成型機(jī)和成型材料；03西安交通大學(xué)自主研制了三維打印機(jī)噴頭，開發(fā)了光固化成型系統(tǒng)及相應(yīng)成型材料，成型精度達(dá)到0.2mm。04中國(guó)科技大學(xué)自行研制了八噴頭組合噴射裝置，在微制造、光電器件領(lǐng)域得到應(yīng)用。05我國(guó)港臺(tái)地區(qū)很多高校和企業(yè)都有自己的3D打印設(shè)備，RP技術(shù)應(yīng)用更為廣泛，非自主研發(fā)。

3D打印技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r01清華大學(xué)在現(xiàn)代成型學(xué)理論、分層實(shí)體制造、FDM藝等方面有一定的科研優(yōu)勢(shì)；3D打印技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r3D打印技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r機(jī)器尺寸為400×358×518mm最大打印成型尺寸240×190×255mm直徑1.75mmPLA材料打印噴嘴直徑為0.4mm層高精度為0.05mm弘瑞H2型桌面級(jí)打印機(jī)3D打印技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r國(guó)內(nèi)3D打印設(shè)備，產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作的公司主要有：北京殷華，湖北濱利機(jī)電，深圳維示泰克，江蘇敦超等，基本實(shí)現(xiàn)了3D打印機(jī)的整體生產(chǎn)和銷售。部分公司生產(chǎn)的便攜式桌面3D打印機(jī)的價(jià)格已具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，?進(jìn)入歐美市場(chǎng)。01?有一些中小企業(yè)成為國(guó)外3D打印設(shè)備代理商，?經(jīng)銷打印設(shè)備、?成型軟件和特種材料。?也有中小企業(yè)購(gòu)買了國(guó)內(nèi)外各類3D打印設(shè)備，?專門為相關(guān)企業(yè)提供研發(fā)、?生產(chǎn)服務(wù)。?02國(guó)內(nèi)3D打印機(jī)在打印精度、打印速度、打印尺寸和軟件等方面，還難以滿足商用的需求，技術(shù)水平有待進(jìn)一步的提升。033D打印技術(shù)發(fā)展的制約因素目前3D打印技術(shù)的發(fā)展仍受到許多因素的制約，主要有以下幾點(diǎn)：01打印材料的限制02支撐技術(shù)的限制3D打印缺乏支撐性技術(shù)是制約發(fā)展的另一個(gè)重要原因，如打印速度過(guò)慢，打印產(chǎn)品精度不滿足要求等。3D打印技術(shù)產(chǎn)品，一方面需要高效的生產(chǎn)方式，促進(jìn)打印效率的提高；另一方面則對(duì)生產(chǎn)材料有著較高的要求。3D打印使用的材料不僅能夠被“打印”，而且“打印”出的產(chǎn)品必須滿足技術(shù)要求，因此3D打印技術(shù)的材料選擇是制約發(fā)展的一個(gè)重要原因。使用的材料主要為工程塑料、部分金屬材料等，是專門為3D打印技術(shù)研發(fā)，與傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)材料還有著較大差距。3D打印技術(shù)發(fā)展的制約因素03短時(shí)間內(nèi)難以取代傳統(tǒng)制造業(yè)與傳統(tǒng)制造業(yè)相比，3D打印技術(shù)具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是該項(xiàng)技術(shù)在某些方面還是存在一定的限制，因此在大規(guī)模批量制造及成本控制方面難以與傳統(tǒng)制造業(yè)匹敵。04國(guó)內(nèi)3D打印材料不足3D打印技術(shù)在我國(guó)還未形成完善的產(chǎn)業(yè)鏈，僅有少數(shù)企業(yè)提供高質(zhì)量的3D打印材料，未能滿足國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)發(fā)展的需要。大量的原料需要依靠進(jìn)口，導(dǎo)致3D打印技術(shù)在我國(guó)推廣和應(yīng)用受到一定的限制。3D打印技術(shù)的發(fā)展前景3D打印技術(shù)的前景廣闊，滲透到制造的各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)。1隨著技術(shù)的進(jìn)步，3D打印機(jī)的成本進(jìn)一步下降，會(huì)在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)普及，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，全球3D打印產(chǎn)業(yè)將仍處于高速增長(zhǎng)期。2我國(guó)作為全球3D打印產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)者，將在3D打印專業(yè)人才培養(yǎng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定、前沿技術(shù)研發(fā)等方面投入更多的精力。3在個(gè)性化定制方面，將以精美的外觀設(shè)計(jì)和較為齊全的功能，給人們帶來(lái)更多驚喜。5未來(lái)，大到飛機(jī)、汽車，小到玩具、義齒，3D打印的產(chǎn)品類型將越來(lái)越多樣。43D打印技術(shù)的發(fā)展前景3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的工業(yè)制造業(yè)相比，主要優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)：生產(chǎn)效率極高013D打印技術(shù)通過(guò)材料的層層推擠與疊加，在電腦數(shù)據(jù)的操控下堆砌成需要生產(chǎn)的物品，省去了繁重的修整零部件工序，增加了原材料的利用率，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。復(fù)雜零件可一次成型023D打印技術(shù)縮短了中間過(guò)程，它通過(guò)電腦制作模型，在使用打印設(shè)備一次性打印完成，更加便捷、準(zhǔn)確的制作出復(fù)雜產(chǎn)品，縮短了生產(chǎn)和設(shè)計(jì)周期。可以滿足不同消費(fèi)者需要03傳統(tǒng)工業(yè)注重批量化生產(chǎn)，3D