3D打印技术应用.pdf
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1、3D打印技术 1解读火遍全球的 3D打印技术 近几年“ 3D 打印”成了超前科技的代言词,火遍全球。其实3D打印并不能算是一项新 技术, 它早在 20世纪 80年代便已产生, 只是因为成本巨大,在最近几年才进军艺术界和工业 界,用以制造假肢、汽车零部件、家具和珠宝等。由于其迅猛的发展态势,也许在未来的某 一天, 3D打印能够像上帝那样打印出人类。 英国经济学人 杂志认为, 这项技术将与数字化生产模式一起推动实现新的工业革命, 将3D 打印技术列为第三次技术革命范畴;美国时代周刊已将3D打印产业列为“美国十 大增长最快的工业”。仅仅几十年后, 这项技术就得到了长足的发展。但是有些人还是感觉 3D
2、打印离我们太远,不能惠及到我们的生活。那么笔者就为大家全方位、立体式地解读一 下,这项马上可以触手可及的技术。 对于关注打印领域的读者来说,3D打印技术也许并不是什么陌生词了。而普通大众关 注3D 技术, 还要追溯到前年年初上映的詹姆斯卡梅隆的3D大片阿凡达。虽然电影 阿 凡达描绘的美丽景象没有在观众记忆中停留多久,但3D影像技术带给观影者震撼的视觉 冲击,却一直影响着随后电影工业的发展,从阿凡达开始,几乎所有的大制作高成本影 片无不推出 3D版,而前段时间上映的3D影片超凡蜘蛛侠更是叫好又叫座,这说明3D技 术的电影制作已经深入人心,并深受大众喜爱。 得益于 3D技术制作的电影受到好评,现如
3、今3D技术的发展涉及到了各行各业。而在制 造行业,“ 3D 打印技术”的影响正在日益凸显。 你可能觉得 3D打印技术是边缘技术,只有标新立异的人或者是高端设计室才用,但其 实在不经意中,你早就接触到了3D 打印产品。比如在牙科诊所,很多定制的口腔设备现在 都在使用 3D打印机。口腔防护器可调整牙齿的排列,牙科医生扫描了牙齿的位置后就可以 利用软件制作一个塑料模型,带上数月后就可以把牙齿调整到合适的位置。另外利用3D打 印机可以很快的制作出牙齿的模型,牙医可以现场磨制假牙给你换上。 2技术篇 3D打印的工作原理回顶部 技术篇 3D打印的工作原理 说到它的原理, 其实也并不不复杂,其运作原理和传统
4、打印机工作原理基本相同。传统 打印机是只要轻点电脑屏幕上的“打印”按钮,一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机 上,它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。而3D打印机首先将物品转化为一组 3D数据,然后打印机开始逐层分切,针对分切的每一层构建,按层次打印。 MakerBot 公司的 3D打印机 打印时, 粉末耗材会一层一层地打印出来,层与层之间通过特殊的胶水进行粘合,并按 照横截面将图案固定住,最后一层一层叠加起来,就像我们坐在海边用沙子堆砌城堡一样的 程序,最终经过分层打印、层层粘合、逐层堆砌,一个完整的物品就会呈现在我们眼前了。 3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实
5、实在在的原材料。 Objet Connex 3D打印机工作原理 堆叠薄层的形式有多种多样。有些 3D打印机使用“喷墨”的方式。例如,一家名为Objet 的以色列 3D打印机公司,使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上, 此涂层然后被置于紫外线下进行处理。 Objet Connex 3D打印机工作原理 之后铸模托盘下降极小的距离,以供下一层堆叠上来。另外一家总部位于美国明尼阿波 利斯市的公司Stratasys使用一种叫做“熔积成型”的技术,整个流程是在喷头内熔化塑 料,然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。 Objet Connex 3D打印机工作原理(点击看大图) 还有一些系统
6、使用粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉 末层,然后由喷出的液态粘合剂进行固化。 Objet Connex 3D打印机工作原理(点击看大图) 它也可以使用一种叫做“激光烧结”的技术熔铸成指定形状。这也正是德国EOS公司在 其叠加工艺制造机上使用的技术。而瑞士的Arcam 公司则是利用真空中的电子流熔化粉末微 粒。以上提到的这些仅仅是许多成型方式中的一部分。 Objet Connex 3D打印机工作原理(点击看大图) 当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时,介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供 支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸,最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便
7、可形成 孔隙。 Objet Connex 3D打印机工作原理(点击看大图) 如今可用于打印的介质种类多样,从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打 印机还能结合不同介质,令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。 3行情篇 3D打印的发展现状回顶部 行情篇 3D打印的发展现状 3D打印,过去在科研、教学或者制造领域被称为“快速成型技术”。3D打印”这个更 为形象的叫法快速被大众接受和普及。随着材料科学的快速发展,快速成型技术正在各个领 域均有极大延伸,比如打印建筑物、打印汽车、打印人体器官、打印骨骼,而且我们还可以 用3D 打印机打印自己设计的衣服。我们首先用扫描仪对自己的身体进行一下扫描,
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