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【游金地】3D打印工作原理及热门应用

2014年09月23日   生活资讯 来源:游金地   编辑:Mr.shirley
  近几年"3D打印"成了超前科技的代言词,火遍全球。在3D打印技术可以打印器官、汽车、飞机的今天,它还在创造无限的可能。
  近几年"3D打印"成了超前科技的代言词,火遍全球。在3D打印技术可以打印器官、汽车、飞机的今天,它还在创造无限的可能。著名的《经济学人》描述3D打印技术的前景是一种新型的生产方式,能够促成新的工业革命,拥有广阔的市场前景。但事实上,大部分人还是感觉3D打印离我们太远,那么现在笔者就为大家简要解读一下这项技术。

  3D打印工作原理

  说到它的原理,其实也并不复杂,其运作原理和传统打印机工作原理基本相同。传统打印机是只要轻点电脑屏幕上的"打印"按钮,一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上,它将一层墨水喷到纸的表面以形成一幅二维图像。而3D打印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。

  它首先将物品转化为一组3D数据,然后打印机开始逐层分切,针对分切的每一层构建,按层次打印。打印时,粉末耗材会一层一层地打印出来,层与层之间通过特殊的胶水进行粘合,并按照横截面将图案固定住,最后一层一层叠加起来,就像我们坐在海边用沙子堆砌城堡一样的程序,最终经过分层打印、层层粘合、逐层堆砌,一个完整的物品就会呈现在我们眼前了。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。

  3D打印的应用

  现如今,3D技术的发展已经涉及到了各行各业,其影响正在日益凸显。目前,3D打印使产品供应链的格局和人们的生活方式都发生了转变。而且它的应用范围之广让人难以置信。过去其常在模具制造、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。

  目前,3D打印机已经在建筑设计、医疗辅助、工业模型、复杂结构、零配件、动漫模型等领域都已经有了一定程度的应用。尤其在飞机、核电和火电等使用重型机械、高端精密机械的行业,3D打印技术"打印"的产品是自然无缝连接的,结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。

  但是有些人还是感觉3D打印离我们太远,不能惠及到我们的生活。觉得3D打印技术是边缘技术,只有标新立异的人或者是高端设计室才用,但其实在不经意中,我们早就接触到了3D打印产品。比如在牙科诊所,很多定制的口腔设备现在都在使用3D打印机。口腔防护器可调整牙齿的排列,牙科医生扫描了牙齿的位置后就可以利用软件制作一个塑料模型,带上数月后就可以把牙齿调整到合适的位置。另外利用3D打印机可以很快的制作出牙齿的模型,牙医可以现场磨制假牙给你换上。

  3D打印的发展现状

  3D打印,过去在科研、教学或者制造领域被称为"快速成型技术"。3D打印"这个更为形象的叫法快速被大众接受和普及。随着材料科学的快速发展,快速成型技术正在各个领域均有极大延伸,比如打印建筑物、打印汽车、打印人体器官、打印骨骼,而且我们还可以用3D打印机打印自己设计的衣服。我们首先用扫描仪对自己的身体进行一下扫描,这样就能得到我们身材的尺寸,然后通过CAD对扫描数据进行加工和修改,这样我们就可以自己打印出衣服和裤子。

  而在国内,2012年1月份,华中科技大学材料科学与工程学院副院长史玉升带领的团队成功研制出世界上最大的3D立体打印机,并且凭借这一研究成果入选两院院士评选的"2011年中国十大科技进展",中国的3D打印正在快速发展,从工业和制造业应用开始朝个人和小型化方向发展。

  然而,3D打印技术要成为主流的生产制造技术还尚需时日。3D打印机目前的实际使用仍属于快速成型范畴,即为企业在生产正式的产品前提供产品原型的制造,业内也将这类原型称作手板。据统计,3D打印机生产的产品中80%依旧是产品原型,仅有20%是最终产品。虽然3D打印机技术近年来已取得不小的进步,比如材料增多、打印机和原材料价格逐渐下降,但从目前看,依旧是一项年轻的技术,在没有变得更加成熟和廉价前,并不会被企业大规模采用。

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