什么是3D打印?3D打印技术解读
3D打印技术解读
你是否对3D打印感到好奇?那么,让我们一起深入了解3D打印是什么、其优势、应用领域、技术原理及未来的趋势。
3D打印是什么?它是一种快速成型技术,使用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过一层一层的多层打印方式,构造出三维物件。模具制造、工业设计常将其用于模型制作,现在逐渐向产品制造扩展,形成“直接数字化制造”。在高价值应用如医疗领域(如髋关节、牙齿或飞机零件)已可见到3D打印的成果。
3D打印技术原理:在打印过程中,首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水,然后喷洒一层粉末。胶水遇粉迅速固化黏结,未胶水区域保持松散。通过交替的胶水层与粉末层,实体模型逐渐“打印”成型。打印完毕后,扫除松散粉末即可得到模型,剩余粉末可循环利用。
3D打印技术的优点:无需机械加工或模具,直接从计算机图形数据生成任何形状的零件,缩短产品开发周期,提高生产效率并降低成本。能打印传统技术难以实现的复杂外形,简化生产流程。
应用领域:3D打印广泛应用于传统制造业、医疗、文物保护、建筑设计和配件饰品行业。尤其在医疗领域,3D打印可为患者量身打造器官移植所需器官,不过,打印人体器官需特殊高分子材料,以避免排异反应。
打印过程原理:每一层打印分为两步。首先喷洒胶水,接着喷洒粉末。胶水固化使粉末黏结,形成新层。通过交替的胶水层和粉末层,模型逐渐成型。打印精度高,模型质量好,结构和运动部件都能精确复制。支持多种材料,包括特殊胶水和粉末。
3D打印技术发展趋势:3D打印机越来越平民化,大小和价格与普通喷墨打印机相当。设计软件日益丰富,包括iPhone、iPad和增强现实应用等。创业公司提供各种打印机和服务,如彩色3D打印机、超高速打印机和3D服务。
3D打印作品:人们用3D打印技术创造了复杂几何模型、器官、电路板、汽车、房屋、武器、鞋子、内衣乃至生肉。
展望未来:3D打印成品可塑性强,精度高,几乎任何复杂结构都能轻松打印。从二维到三维,3D打印技术具有巨大潜力,可应用于多个行业。硬件复兴趋势显现,个性化定制和生产制作面临变革。3D打印技术将逐步普及,成本和价格随国产化和技术成熟而降低。
面对3D打印技术的快速发展,我们期待其在各领域的广泛应用,推动创新和进步。
什么是3d打印技术?
3D打印技术,学术界将其定义为增材制造(AM),与减材制造相反,利用3D模型数据,以逐层堆叠累积的方式将材料连接起来构造物体。其英文表述为:AM is defined by ASTM as a process of joining materials to make objects from 3D model data, usually layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing methodologies.
增材制造技术最早由麻省理工学院发明,目的是在短时间内制造出CAD文件所绘的产品。随着时间推移以及技术革新,快速成型、增材制造等技术逐渐走入人们的生活中。按材料状态分,包括以液体、固体、和粉末三种材料为主的增材制造工艺;按材料属性分,包括以塑料、金属、生物材料等为主的增材制造工艺。而增材制造的工艺,简单地说就是不同于传统的数控车床对材料进行切割,而是将产品以一层一层积累的方式制造出来。
在实际应用中,3D打印技术在不同行业展现其巨大潜力。例如,在汽车行业,如果3D打印技术被广泛采用,它可能对汽车行业的制造和物流产生影响。在建筑土木行业,上海建筑商用3D打印技术24小时打印10栋房屋,展示了3D打印技术在快速建造领域的应用。太空技术方面,理论上分析,3D打印机在太空工作时可能会遇到如材料的热胀冷缩、微重力环境下的材料粘合等问题。
展望未来,3D打印技术不仅可能在制造业、建筑、医疗、航空航天等领域发挥重要作用,还可能彻底改变我们的生活方式,从个性化定制产品到快速原型设计,甚至在食品、建筑、医疗等领域实现创新应用。随着技术的不断发展,3D打印将有可能在更多领域展示其潜力,为人类带来更多便利与创新。