[ 技术纵横 ] 3D打印技术的现状与发展

2013-9-25 10:23| 发布者: smart

简介:随着工业现代化的不断发展,传统的加工工艺已无法满足现代工业部件的加工需求,许多异形结构利用传统加工(包括五轴加工中心)很难加工或根本不能加工。随即3D打印机应运而生„„ 3D打印机看似复杂,却很简单,也许 ...
    随着工业现代化的不断发展,传统的加工工艺已无法满足现代工业部件的加工需求,许多异形结构利用传统加工(包括五轴加工中心)很难加工或根本不能加工。随即3D打印机应运而生„„ 
   3D打印机看似复杂,却很简单,也许你会为它神奇的能力而震撼,也许你会为它的高科技而惊呆,其实从1916年爱因斯坦提出激光原理时,已经为1986年第一台3D打印机的出现奠定了坚实的理论基础。说起3D打印机的原理其实一点也不复杂。 
   3D打印就是断层激光扫描烧结的逆过程,断层扫描就是把某个三位模型“切”成无数叠加的片;3D打印就是一片一片的打印,然后叠加到一起,成为一个立体物体。其优势就是在于传统的加工方法是利用去除材料进行加工,而3D打印则是增加材料进行加工。这样与传统加工方式相比,3D打印机生产有材料利用率高,加工成型速度快,时间短,成型产品密度更均匀等优势,其中最大的优势在于不再受制于产品结构,只要设计师能想出的结构,3D打印机都能帮他实现。 
传统的工业产品开发,往往是先开模具,然后再做手板,而运用3D打印技术,无需开模,可以把制造时间减少,费用降低,对成本更好的控制。而一些好的设计理念,无论其结构和工艺多么复杂,均可利用3D打印技术,短时间内制造出来,从而极大地促进了产品的创新设计,有效改善工业设计能力薄弱的问题。 
 
  3D打印需要依托多个学科领域的尖端技术,至少包括以下方面:   信息技术:要有先进的设计软件及数字化工具,辅助设计人员制作出产品的三维数字模型,并且根据模型自动分析出打印的工序,自动控制打印器材的走向。   精密机械:3D打印以“每层的叠加”为加工方式。要生产高精度的产品,必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求。 
  材料科学:用于3D打印的原材料较为特殊,必须能够液化、粉末化、丝化,在打印完成后又能重新结合起来,并具有合格的物理、化学性质。 
   3D打印机的应用领域及其广泛,从寻常百姓家的锅碗瓢盆,到关系到国家安全的国防事业,几乎各种领域都可以有他的身影。他的应用对象可以是任何行业,只需要这些行业提供3D数据模型或原型,3D打印机均可以加工。其中这些行业中对3D打印机需求较大的包括政府、航空航天、医疗设备、高科技研发、教育业以及制造业。  
     医疗行业:从2010年美国成功打印活体器官开始,似乎直接打印人体也并不是不可能,它更类似于克隆技术,他打印出来的活体器官不会与患者排斥。他还可以打印骨骼、牙齿等。我们可以预计在将来3D打印机的发展中,在医疗方面会引入一个全新的人体植入概念,让更多的患者看到希望。 
    产品研发:我们可以利用3D打印技术快速制造手板模型,这样不但保留原有结构的特征,同时还可以做比例缩减,缩短加工时间短,降低生产成本,减少产品改良时间,更适合产品研究开发。 
    建筑设计:在建筑业,工程师和设计师们已经开始使用3D打印机打印建筑模型,这种方法快速、低成本、环保,同时制作精美。完全符合设计者的要求,切有节省大量的材料和时间。 
   食品产业。没错,就是“打印”食品。研究人员已经开始尝试打印巧克力了。或许在不久的将来,很多看起来一模一样的食品就是用食品3D打印机“打印”出来的。当然,到那时可能人工制作的食品会贵很多倍。   、 
    汽车制造业。不是说你的车是3D打印机打印出来的(当然或许有一天这也有可能),而是说汽车行业在进行安全性测试等工作时,会将一些非关键部件用3D打印的产品替代,在追求效率的同时降低成本。  
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