3d打印科普

前言 3d 打印，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 属或者塑料等可粘合的材料， 通过逐层打印的方式来构造物体的技术。 3d 打印通 常采用数字技术材料打印机来实现。过去常在模具制造、工业设计等领域被用于 制造模型，现正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、建筑、工程和施工、汽车、航空航天、牙科和医 疗、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有应用。 3d 打印的原理 3d 打印技术， 是以计算机三维设计模型为蓝本， 通过软件分层离散和数控成型系 统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特 殊材料进行逐层堆积粘结，最终叠加成型，制造出实体产品。与传统制造业通过 模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同， 3d 打印将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大 大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的 机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件， 使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。 我们日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的 3d 打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的 打印材料是墨水和纸张，而 3d 打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的打 印材料，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把打印 材料一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。 通俗地说，3d 打印机是 可以打印出真实的 3d 物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打 印各种模型，甚至是食物等。之所以通俗地称其为打印机是参照了普通打印机的 技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术成为 3d 立 体打印技术。 3d 打印并非是新鲜的技术，这个思想起源于 19 世纪末的美国，并在 20 世纪 80 年代得以发展和推广。中国物联网校企联盟把它称作是“上上个世纪的思想，上 个世纪的技术，这个世纪的市场” 。三维打印通常是采用数字技术材料打印机俩 实现。这种打印机的产量以及销量在二十一世纪以来就已经得到了极大的增长， 其价格也在逐年下降。 使用打印机就像打印一封信：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哈桑， 它将一层墨水喷到纸的表面以形成一幅二维图像。 而在 3d 打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一些列数字切片，并将 这些切片的信息传送到 3d 打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到 一个固态物体成型。 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，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业态塑料物质喷涂 在铸模托盘上， 此涂层然后被置于紫外线下处理， 之后铸模托盘下降极小的距离， 以供下一层堆叠上来。Stratasys公司使用一种叫做“熔积成型”技术，整个流程 是在喷头内融化塑料，然后通过趁机塑料纤维的方式才形成薄层。 还有一些系统使用粉末为例作为打印戒指。 粉末为例被喷洒在铸模托盘上形成极 薄的一层粉末层，然后由喷出的业态粘合剂进行固话。也可以使用一种叫做“激 光烧结”的技术熔铸成制定形状。如德国EOS 公司就是采用这样的技术。而瑞士 的 Arcam 公司则是利用真空中电子流融化粉末微粒。 科学家们正在利用3d打印机制造诸如皮肤、 肌肉和血管片段等简单的活体组织， 很有可能将有一天我们能够制造出像肾脏、肝脏甚至心脏这样大型人体器官。如 果生物打印机能过使用病人自身的干细胞， 那么器官移植后的排异反应将会减少。 人们也可以打印食品，比如康奈尔大学的科学家们已经成功打印出了杯型蛋糕。 几乎所有人都相信，食品界的杀手级应用将是能够打印巧克力的机器。 优缺点 在 3d 打印技术可以打印假肢、汽车、飞机的今天，它还在创造无限的可能。 首先 3d 打印技术可以加工传统方法难以制造的零件。过去传统的制造方法就是 一个毛坯，把不需要的地方切除掉，是多维加工的，或者采用模具，把金属和塑 料融化灌进去得到这样的零件，这样对复杂的零部件来说非常的困难。而 3d 打 印技术则具有极大的优势 其次实现了首件的净型成型，这样后期辅助加工量大大减少，避免了委托加工的 数据泄密和时间跨度，尤其适合一些高保密的行业，如军工、核电。再次由于制 造准备和数据转换的时间大幅减少，使得单件试制、小批量生产的周期和成本降 低，特别适合新产品的开发和单件小批量零件的出产。这些速度快、高易用性等 优势使得 3d 打印成为一种潮流，并且在很多领域得到了应用。 事实上，3d 打印技术要成为主流的生产制造技术还尚需时日。3d 打印机 21 世纪 初的世纪使用扔属于快速成型范畴， 即为企业在生产正式的产品前提供产品原型 的制造，在没有变得更加成熟和廉价前，并不会被企业大规模采用。 优势： 1、制造复杂物品不增加成本； 2、产品多样化不增加成本 3、无需组装 4、零时间交付 5、设计空间无限 6、零技能制造 7、不占空间、便携制造 8、减少废气部产品 9、材料无限组合 10、精确实体复制 3d 打印主流技术