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对3D打印技术的发展分析

泰州技师学院 李荣林 2018-7-2 19:31:36

  摘要:传统的产品从设计到生产要经过漫长的周期,一些复杂的产品需要耗费大量的时间对原料进行加工和建造。而3D打印技术集产品设计和打印制造于一身,在短期内就能把结构复杂的产品生产出来。3D打印技术作为能源与信息结合的代表技术得到世界的高度重视。当前,我国正在进行产业升级和产业结构转型,3D打印技术被认为是实现高端制造业发展的重要手段之一。
   关键词:3D打印技术;复杂的产品;高端制造业
  
   引言:近年来,随着多数工业领域开始在工厂应用这项技术,3D打印技术的应用有了极大的发展。另外,3D打印技术还走进千家万户,服务于个人的需求。
   一、3D打印的起源
   3D打印的思想起源于19世纪末的美国,被称为快速成型技术或三维打印。3D打印机是一位名为恩里科•迪尼的发明家设计的一种神奇的打印机,是从上个世纪90年代开始研发的。3D打印技术在20世纪80年代开始才得到进一步的发展与推广,从最早的光固化工艺,发展到熔融沉积成型工艺、选择性激光烧结技术、三维印刷工艺等多种制作快速成型产品的工艺。
   目前3D打印技术在我国的应用相对滞后,普及面还比较狭窄,但随着3D打印技术概念的不断深入推广以及材料设备的不断更新,运用3D打印技术的应用领域将会逐渐不断扩大,3D打印技术必将成为引导又一次工业革命的关键技术。
   二、3D打印的应用
   如今,3D打印在各个领域正扮演着越来越重要的角色。传统制造行业或者单一的制作流程不可能完成的产品,运用3D打印技术都能实现。它广泛应用于工程、建筑、医疗、汽车、太空、食品、人体器官、纳米印刷材料等领域。
   1.工程
   工程师往往需要制造其设计或者产品的原型。早先,制造原型的过程需要数周的时间以及大量的人力, 因为这个过程要求切削和刺穿纸张、木材以及其他材料。现在,有了3 D技术,设计师只要制作设计稿的3D图像,就可以用3D打印机制成原型了。
   2.建筑
   3D打印产品的大小是由3D打印机的尺寸决定的。也就是说3D打印机有多大,打印的成品就能有多大。2014年8月24日,上海,10幢3D打印建筑在上海张江高新青浦园区内交付使用,作为当地动迁工程的办公用房。这些“打印”出来的建筑墙体是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”,按照电脑设计的图纸和方案,经一台大型的3D打印机层层叠加喷绘而成,10幢小屋的建筑过程仅花费24小时。随着3D打印技术的不断成熟,用3D打印机打印房屋已离我们越来越近。
   3.医疗
   近年来,3D打印在医疗领域展现了非凡的身手,医学上,外科手术中经常出现这样“一触即发”的情况。有的时候情形很复杂,一个小错就足以让病人丧生。所以3D 打印技术的出现可谓一大福音。众多外科医生已经开始在实际手术之前在3D技术打造的病人身体上练习手术。这不仅可以提高医生的信心,还可以提高他们实际手术的成功率。
   4.汽车
   早在2013年9月,大众机械曾经发过一篇文章,一辆基本上100% 3D打印完成的汽车可以行驶100英里一加仑。这辆混合动力车辆由20个部件组成,车身为白色ABS。另外,亚利桑那州的Local Motors汽车公司,近期也已经通过3D打印生产出碳纤维复合材料汽车,并实现汽车的量产和销售,改变了整个汽车行业的发展。
   5.太空领域
   NASA之前将一台3D打印机送上空间站,方便宇航员们自己完成某些损坏或者老化零部件的更换。其中最奇妙的事情是,宇航员们只需接受来自地球的邮 件,将邮件里面的模型传到3D打印机,接下来就是坐等零件打印完成。截至目前, 宇航员们已经完成了14次成功打印。
   6.食品
   不要以为太空上就只能打印一些机器的零部件,现在,宇航员们在太空也能吃到新鲜的披萨了,当然这也是靠3D打印机来完成的。通常,一般的3D打印机只有一个材料盒,但是食物3D打印机会有多个材料盒,里面分别置放面团,奶酪和酱汁等。我们相信,宇航员们在太空吃着披萨的感觉肯定与众不同。
   7.人体器官
   如果你曾经也被梵高割耳创画所吓倒,那么现在你不用担心了。只需对人的耳朵进行扫描,接着创建CAD软件模具,然后交由3D打印机,3D打印耳朵就完成了。目前,骨骼、牙齿也可以通过3D打印。而且随着科技的发展,肾脏,血管和皮肤也会在不久的将来通过3D打印技术成功打印出来。
   8.纳米印刷材料
   3D打印机可以打印世界上最小的结构。运用3D打印技术可以移除纳米尺寸的材料,可以有效地防止货币、护照和无价艺术品的伪造。
   9.其他方面的应用
   3D打印给我们描绘了无限美好的前景,我们可以(未完,下一页

  
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