先進制造技術3d打印技術

1、神奇的3D打印機【摘要】：3D打印作為當今的先進的制造技術，它的應用面相當?shù)?廣泛，而且現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，這意味著這項技術正 在普及。本文就以3D打印為何物、3D打印的基本原理與現(xiàn)有技術、 3D打印為什么能火、3D打印的應用及3D打印離我們生活到底有多 遠這幾個方面來探討3D打印【關鍵詞】3D打印應用面廣泛1引言隨著時代的進步，我們的生活水平日漸提升，同時，人口也在急 劇的增長，我們需要越來越多的物品來滿足物質(zhì)生活條件。這就勢必 造成我們對物品的要求也會越來越高，做工精細、獨特且非量產(chǎn)的物 品會受廣大人們的喜愛。如今，我們擁有了 3D打印這一先進的技術， 我們可以通過3D打印機來

2、打印各種我們所需要的、想要的。3D打印 技術應用面廣，它可以用于醫(yī)療行業(yè)、科學研究、產(chǎn)品模型、建筑設 計、制造業(yè)及食品等，前景廣泛。2 3D打印究竟為何物3D打印機，即快速成形技術的一種機器，它是一種數(shù)字模型文 件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方 式來構造物體的技術。過去其常在模具制造、工業(yè)設計等領域被用于 制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，意味著這項技術正在 普及。3基本原理與現(xiàn)有技術3D打印機原理很簡單，每一層的打印過程分為兩步，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，且不易擴散。 然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結(jié)，而

3、沒有 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交替下，實 體模型將會被打印成型。完成后，要處理掉物品周圍沾滿的粉末，這 是可以循環(huán)利用的，再涂上增強硬度的膠水。眼下3D打印機有兩種類型，一種是堆疊法，一種是燒結(jié)。原理 基本都是多層分片打印，而堆疊和燒結(jié)只是成型技術的區(qū)別。堆疊只 能成型塑料、硅之類的材質(zhì)，對固化反應速度有要求，而燒結(jié)可以利 用激光的高溫對金屬粉末進行處理加工出金屬材質(zhì)的東西出來，實體 可通過打磨、鉆孔、電鍍等方式進一步加工。所以3D打印機和普通 打印機，最大的區(qū)別是“墨水”。4 3D打印為何能火在歐美，注重創(chuàng)造力的發(fā)達國家，3D打印技術已經(jīng)成功商用， 尤其是消費電子業(yè)

4、、航空業(yè)和汽車制造業(yè)。它們不光可以離開傳統(tǒng)的 大規(guī)模機床來制造小數(shù)量的部件，而且可以用不同方法來制造，比如 單個制作噴氣式飛機上的空氣動力導管，而不再需要很多不同的元件 來組裝它。用發(fā)展的眼光來看，3D打印首先會影響的是模具行業(yè)。即便在 國內(nèi)制造行業(yè)不景氣的今天，模具行業(yè)仍然風景獨好，一方面是對技 術要求高，另一方面是市場有需求，在產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)之前，必須要 進行多次打樣和修改。3D打印機的出現(xiàn)，其實是消滅了模具反復打 造的流程，能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件，極大地 縮短產(chǎn)品的研制周期，大幅減少成本投入，對于一些復雜而精細的造 型，3D打印機表示毫無壓力。其次是會引發(fā)個性風潮。對

5、一些小廠家來說，迫于模具制造的高 成本，往往會采用公模來生產(chǎn)，雖然在功能上能滿足用戶的需求，但 千篇一律的造型，很難迎合時下個性化的發(fā)展趨勢，所以賣不出高價， 只能靠低價來吸引消費者。在機械化和流水線盛行的年代，人們對于 手工的東西有特別的親切感，即便價格昂貴數(shù)倍，也不愁找不到買家， 原因是手工制作不可能有相同的，而且品質(zhì)有保證。3D打印機的出 現(xiàn)，一方面滿足人們對個性化產(chǎn)品的追求欲，完全可以量身定制，另 一方面在大大提高生產(chǎn)效率的同時，還能降低成本。第三是激發(fā)了人的想象力。極客牙醫(yī)用它進行牙齒正畸和數(shù)字化 種牙，減少風險和痛苦；外科醫(yī)生更厲害，直接打印骨頭，只不過把 材料換成添加了硅和鋅磷酸

6、鈣，用于臨床手術；汽車維修公司用它來 打印稀缺的汽車零部件，原先要等全球物流下2個月才到的一個東西， 1個小時搞定了；英國科學家還在3D打印機的基礎上成功改造，使 用液態(tài)巧克力作為“油墨”，可以打印各種形狀的巧克力，幾乎所有 人都相信，3D打印機會成為食品界殺手級工具。5 3。打印的應用nsick Microsofts model where prototyjxs arc printed in 3I)科學研究美國德雷塞爾大學的研究人員通 過對化石進行3D掃描，利用3D打印 技術做出了適合研究的3D模型，不但 保留了原化石有的外在特征，同時還 做了比例縮減，更適合研究。產(chǎn)品模型比如微軟的3D模型

7、打印車間，在 產(chǎn)品設計出來之后，通過3D打印機打 印出來模型，能夠讓設計制造部門更 好的改良產(chǎn)品，打造出更出色的產(chǎn)品。汽車制造業(yè)不是說你的車是3D打印機打印出 來的（當然或許有一天這也有可能）， 而是說汽車行業(yè)在進行安全性測試等 工作時，會將一些非關鍵部件用3D打 印的產(chǎn)品替代，在追求效率的同時降 低成本。建筑設計在建筑業(yè)里，工程師和設計師們 已經(jīng)接受了用3D打印機打印的建筑模 型，這種方法快速、成本低、環(huán)保， 同時制作精美。完全合乎設計者的要 求，同時又能節(jié)省大量材料。食品產(chǎn)業(yè)沒錯，就是“打印”食品。研究人員 已經(jīng)開始嘗試打印巧克力了。或許在 不久的將來，很多看起來一模一樣的 食品就是用食品

8、3D打印機“打印”出 來的。當然，到那時可能人工制作的 食品會貴很多倍。飾品/工藝品這是最廣闊的一個市場。在未來不管是 你的個性筆筒，還是有你半身浮雕的手 機外殼，抑或是你和愛人擁有的世界上 獨一無二的戒指，都有可能是通過3D 打印機打印出來的。甚至不用等到未來， 現(xiàn)在就可以實現(xiàn)6 3D打印離我們的生活有多遠工業(yè)用的3D打印系統(tǒng)價格從1.5萬美元左右起，最貴的要100 多萬美元。但是，普通的桌面3D打印機并不像大家想象的那么昂 貴3D打印機現(xiàn)在來看，在歐美國家已經(jīng)形成了一種潮流和噱頭， 多為極客和高端用戶服務。美國加利福尼亞州的Legacy Effect 公司，利用Objet 3D打印機為電影

9、特效片段制造3D模型和原型， 為演員量身定制可以完全適合演員的臉、頸部和頭部的道具，在 電影侏羅紀公園、阿凡達、鋼鐵俠以及復仇者聯(lián)盟 中都有應用。國內(nèi)日前3D打印還有待普及，一方面是應用于工業(yè)的高端型號投入較大，行業(yè)投資人比較慎重，處于觀望狀態(tài)，另一方面， 應用普及也就是從最近才開始，用戶缺乏對3D打印有一個深入的 認識，由于有些新聞在描述上運用了夸張的手法，大膽的預測， 所以給人的感覺是電影中的情節(jié)。業(yè)內(nèi)人士介紹，和美國相比，中國缺少DIY和創(chuàng)意設計的習 慣，所以3D打印機的最大優(yōu)勢往往得不到發(fā)揮，要成為主流的生 產(chǎn)制造技術還需要3-5年時間。此外，國外3D打印機售價過高， 而且有些限制出口，國產(chǎn)3D打印機在精度、速度和打印的尺寸上 還無法滿足商用的需求，在幾何圖形優(yōu)化、描繪和材質(zhì)貼圖、對 切割和中空部件做打印準備、支持任意三維軟件生成的數(shù)據(jù)和對 超大模型的自動分段等方面還需要進一步提升。不過，隨著熱度 的提升，這塊藍海很快就會被發(fā)現(xiàn)，解