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3D打印

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3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,又称增材制造,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

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3d打印技术应用领域

咸昆杰

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3D打印技术可以运用生活中从小到大的许多领域。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。

该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、武器以及其他领域都有所应用。


1.建筑设计

在建筑业里,工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的建筑模型,这种方法快速、成本低、环保,同时制作精美。完全合乎设计者的要求,同时又能节省大量材料。

2.医疗行业

西安市红会医院借助3d打印技术实现西北首例多孔型钛金属骨植入假体治疗强直性脊柱炎患者骨折脱位患者治疗。

西安市第四医院“私人定制”3D打印置换肩关节完成高难度置换术

西安交通大学第一附属医院设立3D打印医学研究与应用中心,标志着医工结合、强强联手的3D打印医学研究与应用中心正式落户陕西。

3.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。

4.传统制造业

传统制造业也需要很多3D打印产品,因为3D打印无论是在成本、速度和精确度上都要比传统制造好很多。而3D打印技术本身非常适合大规模生产,所以制造业利用3D技术能带来很多好处,甚至连质量控制都不再是个问题。

5.科学研究

美国德雷塞尔大学的研究人员通过对化石进行3D扫描,利用3D打印技术做出了适合研究的3D模型,不但保留了原化石所有的外在特征,同时还做了比例缩减,更适合研究。

6.产品原型

比如微软的3D模型打印车间,在产品设计出来之后,通过3D打印机打印出来模型,能够让设计制造部门更好的改良产品,打造出更出色的产品。

7.文物保护

3D打印技术在复原并保存历史文化方面具有重要意义,能还原文物的真实性,记录这些文物曾经遭受灭顶之灾的历史,有效避免了人类的历史记忆被抹杀。

一直以来,文物古迹的保护始终困扰着考古界,文物作为一种不可再生资源,一旦被毁掉,将再也不复存在,比如,西安秦始皇兵马俑,刚刚出土的时候色泽亮丽,表情栩栩如生,如今早已失去刚刚出土时的风采,风化严重,鲜艳的色泽消失了,暗淡如同黄泥。

8.食品产业

在食品行业,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。

9.配件、饰品

这是最广阔的一个市场。在未来不管是你的个性笔筒,还是有你半身浮雕的手机外壳,抑或是你和爱人拥有的世界上独一无二的戒指,都有可能是通过3D打印机打印出来的。甚至不用等到未来,现在就可以实现。

扩展资料:

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。


3d打印技术有哪些?

俭朴戒指

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3D打印技术最早出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。

经过近三十年的不断发展,3D打印技术日臻完善,3D打印的产品和服务销售额也不断上升。今天就给大家介绍一下,目前市场上主流的3D打印技术都有哪些。


1、FDM熔融沉积成型3D打印技术

熔融沉积成型(FDM)是一种增材制造技术,是软件数学分层的定位模型构建,通过加热层挤出热塑性纤维。适用于几乎任何形状和尺寸的复杂几何建筑耐用部件,FDM是唯一的3D打印过程中使用的材料如ABS、聚碳酸酯和pc-iso,ULTEM 9085。这意味着FDM可以创建卓越的热稳定性和耐化学性,并有良好的强度重量比。如果需要,可以生成支撑结构。该机技术可以将多种材料来实现不同的目标:例如,可以使用一种材料来建立模型,使用另一种可溶性的支撑结构,也可以使用相同的模型在相同类型的热塑性多颜色。

通常我们看到的小型桌面级3D打印机,也是FDM的技术原理,只不过是另一个叫法,融长丝制造fused filament fabrication (FFF)。FDM提供范围广泛的耐用热塑性塑料具有独特的特性使其成为理想的许多行业。


2、SLA光固化快速成型3D打印技术

SLA光固化快速成型是一种增材制造过程中,通过紫外线(UV)激光在一大桶光致聚合物树脂。借助计算机辅助制造、计算机辅助设计软件(CAD/CAM),紫外激光用于绘制一个预编程的设计或形状上的光致还原表面。因为光聚合物感光在紫外线的照射下,树脂固化后形成一层所需的3D对象。这个过程是每一层的设计重复直到3D对象是完整的。

SLA可以说是现在最流行的打印方式,SLA工艺打印光敏树脂应用很广。光敏树脂性价比更高,现在云工厂的客户大部分也是选这种材料打印的。SLA光敏树脂可以用来打印手板验证功能和外观,也可以打印动漫手办,上色之后直接可以拿来收藏。

3、DLP数码影像投射3D打印技术

DLP是一种用“光”作为动力的3D打印技术,光照射到液态的光敏树脂(对光很敏感的一种液态材料)上,光敏树脂就会固化,从而成型。DLP使用高分辨率的数字光处理器投影仪,把有轮廓的光,投影到光敏树脂表面,使表面特定区域内的一层树脂固化,当一层加工结束后,就会生成物体的一个截面;然后平台移动一层,固化层上掩盖另一层液态树脂,在进行第二层投影,第二固化层牢固地粘结在前一固化层上,这样一层层叠加而成三维工件原型。

DLP与SLA光固化成型技术相似,都是利用感光聚合材料(主要是光敏树脂)在紫外光照射下会快速凝固的特性。不同的是,DLP技术使用高分辨率的数字光处理器投影仪来投射紫外光,每次投射可成型一个截面。因此,从理论上,速度也比同类的SLA快很多。

4、SLS选择性激光烧结3D打印技术

SLS选择性激光烧结SLS快速成型技术,创造坚韧和几何形状复杂的部件。采用高功率CO2激光熔化或烧结粉末热塑性塑料增材制造层技术,SLS涉及高功率的使用激光例如,一个二氧化碳激光器)融合的小颗粒塑料或金属粉成一团,有一个理想的三维形状。激光选择性地将粉末材料通过扫描截面的三维数字描述的部分产生的(例如从计算机辅助设计文件或扫描数据)在粉床表面。在每个横截面扫描,粉末床是由一层厚度降低,一层新材料的应用上,并重复该过程,直到部分完成。

SLS的一个关键优势是,作为一个部分,它是包裹在粉。这消除了需要支持结构和允许复杂的几何形状。SLS生产零件强度好,水和气密性,耐热,还可以添加特殊的材料如铝填充和玻纤填充尼龙PA12系列。

5、DMLS直接金属激光烧结3D打印技术

直接金属激光烧结(DMLS)是一种增材制造技术,采用高达200瓦的Yb精密、高功率激光微焊接20或30微米的薄层金属粉末和合金粉末层,一层完成后,烧结部分下降到粉床平台。在构建室面积、有料平台、搭建平台和用于移动的新粉在打造平台,这样一层又一层,直接从三维CAD数据全自动创建的全功能的金属部件。

金属3D打印的技术还有:EBM电子束3D打印技术。

6、PolyJet 紫外(UV)光固化喷射的液体感光树脂3D打印技术

PolyJet 3D打印技术,是一种紫外(UV)光固化喷射的液体感光树脂薄为16微米(0.0006μm)的薄层来逐层增加建立模型。并以极复杂的几何形状,逼真的细节,和光滑的表面。你甚至可以将多个材料、多个颜色和不同硬度,一次性打印创造在同一个成型零件和模型。PolyJet快速成型工艺采用高分辨率喷墨技术生产的零件的快速济–是演示模型,一个极好的选择。

7、MJP多喷嘴喷墨高解析度逐层堆叠3D打印技术

MJP多喷嘴喷墨3D打印技术是采用压电喷射打印高解析度逐层堆叠或者光固化塑料树脂或蜡铸造材料层。提供最高的Z轴分辨率层的厚度为16微米,打印高精准的精细零件。


8、CJP彩色喷墨打印技术

CJP彩色喷墨3D打印技术是采用滚筒推送复合粉到建模平台上,均匀铺上很薄一层,同时打印头喷射透明液体粘合剂固化复合粉成,而彩色喷墨打印头将彩色粘合剂有选择喷射在铺好的粉材上,然后建模平台一层一层降低,反复这个动作,直到模型完成。

9、3DP三维打印3D打印技术

因为这种技术和平面打印非常相似,连打印头都是直接用平面打印机的。和SLS类似,这个技术的原料也是粉末状的。典型的3DP打印机有两个箱体。如上图所示,左边为储粉缸,右边为成型缸。打印时,左边会上升一层(一般为0.1mm),右边会下降一层,滚粉辊把粉末从储粉缸带到成型缸,铺上厚度为0.1mm的粉末。打印机头根据电脑数据把液体打印到粉末上。(平面打印机的Y轴是纸在动,而3DP的Y轴是打印头在动)液体要么是粘合剂要么是水(用于激活粉末中粉状粘合剂)。


10、DED多层激光熔覆3D打印技术

相当于多层激光熔覆,利用激光或其它能源在材料从喷嘴输出时同步熔化材料,凝固后形成实体层,逐层叠加,最终形成三维实体零件。DED的成型精度较低,但是成型空间不受限制,因而常用于制作大型金属零件的毛坯。

11、LOM薄板层压成型3D打印技术

基本原理:利用激光等工具逐层面切割、堆积薄板材料,最终形成三维实体。利用纸板、塑料板和金属板可分别制造出木纹状零件、塑料零件和金属零件。各层纸板或塑料板之间的结合常用粘接剂实现,而各层金属板直接的结合常用焊接(如热钎焊、熔化焊或超声焊接)和螺栓连接来实现。最大缺点:做不了太复杂的零件,材料范围很窄,每层厚度不可调整,精度有限。


什么是3D打印机?

高兴篮球

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什么是3D打印机

3D打印机又称三维打印机(3DP),是一种累积制造技术,即快速成形技术的一种机器,它是一种数字模型文件为基础,运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中,机器会按照程序把产品一层层造出来。

3D打印机堆叠薄层的形式有多种多样。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料,堆叠薄层的形式有多种多样,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。




 现有的3D打印机设备有很多种,设备是与材料配合来设计的。这里只是简单罗列一下常见的一些3D打印机设备(主要来自于Medtec),更更详细的资料可从网上获取。

    1. 分层实体成型工艺(LOM):这是历史最为悠久的3D打印成型技术。LOM技术成型多使用纸材、PVC薄膜等材料,价格低廉且成型精度高。激光切割器将沿着工件截面轮廓线对薄膜进行切割,可升降的工作台能支撑成型的工件,并在每层成型之后降低一个材料厚度以便送进将要进行粘合和切割的新一层材料,最后热粘压部件将会一层一层地把成型区域的薄膜粘合在一起。

    2. 立体光固化成型工艺(SLA):以光敏树脂作为材料,在系统控制下紫外激光将对液态的光敏树脂进行扫描从而让其逐层凝固成型。液槽中会先盛满液态的光敏树脂,氦—镉激光器或氩离子激光器发射出的紫外激光束在计算机的操纵下按工件的分层截面数据在液态的光敏树脂表面进行逐行逐点扫描,这使扫描区域的树脂薄层产生聚合反应而固化从形成工件的一个薄层。

    3. 选择性激光烧结工艺(SLS):SLS工艺使用的是粉末状材料,激光器在计算机的操控下对粉末进行扫描照射而实现材料的烧结粘合,就这样材料层层堆积实现成型。先采用压辊将一层粉末平铺到已成型工件的上表面,数控系统操控激光束按照该层截面轮廓在粉层上进行扫描照射而使粉末的温度升至熔化点,从而进行烧结并于下面已成型的部分实现粘合。

    4. 三维印刷工艺(3DP):工作原理类似于喷墨打印机,与SLS工艺也有着类似的地方,采用的都是粉末状的材料,如陶瓷、金属、塑料,但与其不同的是3DP使用的粉末并不是通过激光烧结粘合在一起的,而是通过喷头喷射粘合剂将工件的截面“打印”出来并一层层堆积成型的。

    5. 熔融沉积成型工艺(FDM):将丝状的热熔性材料(通常为ABS或PLA材料)进行加热融化,通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来,熔融的丝材被挤出后随即会和前一层材料粘合在一起。一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度,然后重复以上的步骤直到工件完全成型。这是最常见的3D打印机,现在价格只要几千元,也是进入家庭和个人工作室(创客)最多的3D打印设备。也称为桌面型3D打印机。




3d打印是什么?

时旭

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3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,又称增材制造,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。 
2019年1月14日,美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3D打印技术,制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架,成功帮助大鼠恢复了运动功能。

2020年5月5日,中国首飞成功的长征五号B运载火箭上,搭载着“3D打印机”。这是中国首次太空3D打印实验,也是国际上第一次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验。


什么是3d打印技术

  3d打印技术,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3d打印机则出现在上世纪90年代中期,即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。如今这一技术在多个领域得到应用,人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。

3d打印技术的优点

  3d打印技术的魅力在于它不需要在工厂操作,桌面打印机可以打印出小物品,3d打印技术产品而且,人们可以将其放在办公室一角、商店甚至房子里;而自行车车架、汽车方向盘甚至飞机零件等大物品,则需要更大的打印机和更大的放置空间。

3d打印技术发展趋势

  关于什么是3d打印技术的问题总结,不过现在3d打印技术还不够成熟,材料特定、造价高昂,打印出来的还都处于模型阶段,也就是说真正用于生活应用的还并不多,但3d打印技术的前景很好,未来将有可能得到普及,进入我们的生活。


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