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          一文讓你讀懂3D打印技術

          文章來源:西安銳普打印機有限公司 人氣:168 發表時間:2021-06-19

            如果讓你評選當今能改變世界的一項技術,你會選什么?人工智能、區塊鏈、AR與VR技術,還是默默無聞的3D打印技術呢?相比于前幾位火爆全場的科學技術,3D打印仿佛流星一般,爆發剎那的閃耀后就消失眼前,實際上,3D打印技術正在以更快的速度改變著世界。

            3D打印機(3D Printers)是一位名為恩里科·迪尼(Enrico Dini)的發明家設計的一種神奇的打印機,它不僅可以“打印”出一幢完整的建筑,甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品的形狀。

            3D打印機,即快速成形技術的一種機器,它是一種數字模型文件為基礎,運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。常常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型或者用于一些產品的直接制造,意味著這項技術正在普及。

            3D打印的技術原理

            3D打印并非是新鮮的技術,這個思想起源于19世紀末的美國,并在20世紀80年代得以發展和推廣。中國物聯網校企聯盟把它稱作“上上個世紀的思想,上個世紀的技術,這個世紀的市場”。三維打印通常是采用數字技術材料 打印機來實現。這種打印機的產量以及銷量在二十一世紀以來就已經得到了極大的增長,其價格也正逐年下降。

            使用打印機就像打印一封信:輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕,一份數字文件便被傳送到一臺噴墨打印機上,它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。而在3D打印時,軟件通過電腦輔助設計技術(CAD)完成一系列數字切片,并將這些切片的信息傳送到3D打印機上,后者會將連續的薄型層面堆疊起來,直到一個固態物體成型。3D打印機與傳統打印機的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料。

            堆疊薄層的形式有多種多樣。有些3D打印機使用“噴墨”的方式。例如,一家名為Objet的以色列3D打印機公司使用打印機噴頭將一層極薄的液態塑料物質 噴涂在鑄模托盤上,此涂層然后被置于紫外線下進行處理。之后鑄模托盤下降極小的距離,以供下一層堆疊上來。另外一家總部位于美國明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一種叫做“熔積成型”的技術,整個流程是在噴頭內熔化塑料,然后通過沉積塑料纖維的方式才形成薄層。

            還有一些系統使用粉末微粒作為打印介質。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層,然后由噴出的液態粘合劑進行固化。它也可以使用一種叫做“激光燒結”的技術熔鑄成指定形狀。這也正是德國EOS公司在其疊加工藝制造機上使用的技術。而瑞士的Arcam公司則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒。

            以上提到的這些僅僅是許多成型方式中的一部分。當遇到包含孔洞及懸臂這樣的復雜結構時,介質中就需要加入凝膠劑或其他物質以提供支撐或用來占據空間。這部分粉末不會被熔鑄,只需用水或氣流沖洗掉支 撐物便可形成孔隙。如今可用于打印的介質種類多樣,從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。有些打印機還能結合不同介質,令打印出來的物體一頭堅硬而另一頭柔軟。

            3D打印技術的發展歷史

            3D打印源自100多年前美國研究的照相雕塑和地貌成形技術,上世紀80年代已有雛形,其學名為“快速成型”。

            在20世紀80年代中期,SLS被在美國得克薩斯州大學奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開發出來并獲得專利,項目由DARPA贊助的。1979年,類似過程由RF Housholder得到專利,但沒有被商業化。

            1995年,麻省理工創造了“三維打印”一詞,當時的畢業生Jim Bredt和Tim Anderson修改了噴墨打印機方案,變為把約束溶劑擠壓到粉末床的解決方案,而不是把墨水擠壓在紙張上的方案。

            說到3D打印,就不得不提3D打印機。3D打印機又稱三維打印機,是一種累積制造技術,通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體?,F階段三維打印機被用來制造產品。2003年以來三維打印機的銷售逐漸擴大,價格也開始下降。

            該技術可用于珠寶,鞋類,工業設計,建筑,工程和施工(AEC),汽車,航空航天,牙科和醫療產業,教育,地理信息系統,土木工程,和許多其他領域。

            3D打印技術的核心制造思想早起源于19世紀末的美國,到20世紀80年代后期3D打印技術發展成熟并被廣泛應用。3D打印是科技融合體模型中新的高“維度”的體現之一。

            目前,三維打印機的使用范圍還很有限,不過在未來的某一天人們一定可以通過3D打印機打印出更實用的物品。

            3D打印能做什么?

            打印服裝

            早在2013年,維多利亞的秘密時裝秀上早已開始展示由3D打印技術制作的服裝,當時超模indsayEllingson穿戴著由3D打印機打印的一對翅膀、緊身胸衣和頭飾驚艷亮相,至今依舊讓人驚嘆。

            打印人體假肢

            2012年,一位蘇丹的男孩因為在兩軍對峙中受傷失去了自己的雙手,這件事被MickEbeling了解到,他當時在蘇丹成立了一個實驗室,同時配備一臺3D打印機,可以幫助截肢患者重新用3D打印技術,打印出自己適合的假肢。

            2016年,湖南的3D打印技術企業開發出打印人體骨骼的技術,并開始正式應用。前不久,韓國延世大學衛生系統更宣布他們已經開發出可以正式商業化的3D打印人工義眼,幾乎可以以假亂真,由此可見,以后我們也許再也不會在大街上看到任何肢體殘疾的人士。

            打印你想要的任何東西

            實際上,發展到現在,生活中常見的物品幾乎都可以用3D打印技術進行制造。例如汽車,早已經可以用3D打印技術制作出來,目前各大發動機廠家甚至還嘗試利用3D打印技術制作汽車的引擎。再比如,我們的房子,早前上海的一家建筑公司就已經展出利用3D打印機制作的房屋,雖然看起來不怎么好看,但成本卻極為低廉,只需要五萬塊不到,你就可以擁有屬于自己的三方一廳了,前提是那塊地得是你的。除了房子,汽車,3D打印還能制作糖果,完全可以食用的糖果,無需擔心會出現任何問題,甚至連藝術品、槍支等都可以進行打印。

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