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1、3D打印機(jī)介紹相關(guān)背景3D打印[1]已經(jīng)成為一種潮流,并開始廣泛應(yīng)用在設(shè)計(jì)領(lǐng)域,尤其是工業(yè)設(shè)計(jì),數(shù)碼產(chǎn)品開模等,可以在數(shù)小時內(nèi)完成一個模具的打印,節(jié)約了很多產(chǎn)品從開發(fā)到投入市場的時間。[2-3]3D打印機(jī)可以用各種原料打印三維模型,使用3D輔助設(shè)計(jì)軟件,工程師設(shè)計(jì)出一個模型或原型之后,無論設(shè)計(jì)的是一所房子還是人工心臟瓣膜,之后通過相關(guān)公司生產(chǎn)的3D打印機(jī)進(jìn)行打印,打印的原料可以是有機(jī)或者無機(jī)的的材料,例如橡膠、塑料,不同的打印機(jī)廠商所提供的打印材質(zhì)不同。[4]3D打印機(jī),即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器,它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,
2、通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型,現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。特別是一些高價(jià)值應(yīng)用(比如髖關(guān)節(jié)或牙齒,或一些飛機(jī)零部件)已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。“三維打印”意味著這項(xiàng)技術(shù)的普及。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)。這種打印機(jī)的產(chǎn)量以及銷量在二十一世紀(jì)以來就已經(jīng)得到了極大的增長,其價(jià)格也正逐年下降。該技術(shù)珠寶,鞋類,工業(yè)設(shè)計(jì),建筑,工程和施工(AEC),汽車,航空航天,牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè),教育,地理信息系統(tǒng),土木工程以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。[5]發(fā)明歷程起源3D打印源自100多年前的照相雕
3、塑和地貌成形技術(shù),上世紀(jì)80年代已有雛形,其學(xué)名為“快速成型”。它的原理是:把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中,機(jī)器會按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。打印出的產(chǎn)品,可以即時使用。發(fā)明伊始據(jù)報(bào)道,美國科學(xué)家發(fā)明了一種可打印出三維效果的打印機(jī),并已將其成功可打印出塑料制成的固體制品推向市場。普通打印機(jī)能打印一些報(bào)告等平面紙張資料。而這種最新發(fā)明的打印機(jī),它不僅使立體物品的造價(jià)降低,且激發(fā)了人們的想象力。未來三維打印機(jī)的應(yīng)用將會更加廣泛。三維打印機(jī)不僅使立體物品的造價(jià)降低,且激發(fā)了人們的想象力。未來三維打印機(jī)的應(yīng)用將會更加廣泛。在此之前,三維打印機(jī)數(shù)量很少,大多集中在“科學(xué)
4、怪人”和電子產(chǎn)品愛好者手中。他們主要用來打印像珠寶、玩具、工具、廚房用品之類的東西。甚至有汽車專家打印出了汽車零部件,然后根據(jù)塑料模型去訂制真正市面上買不到的零部件。人們可以在一些電子產(chǎn)品商店購買到這類打印機(jī),工廠也在進(jìn)行直接銷售。不過物以稀為貴,一套三維打印機(jī)的價(jià)格從一般的750美元到上等質(zhì)量的27000美元不等。科學(xué)家們表示,三維打印機(jī)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(jī)打印出更實(shí)用的物品。發(fā)展過程3D打印,又稱三維打印,它是快速成形技術(shù)的一種,它是運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過一層又一層的多層打印方式,構(gòu)造零對象。模
5、具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)用于建造模型,現(xiàn)正發(fā)展成產(chǎn)品制造,形成“直接數(shù)字化制造”。一些高價(jià)值應(yīng)用(如髖關(guān)節(jié)或牙齒,或飛機(jī)零部件)已經(jīng)有打印而成的零部件出現(xiàn)?!?D打印”意味著這項(xiàng)技術(shù)的普及。在20世紀(jì)80年代中期,SLS被在美國德州大學(xué)奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開發(fā)出來并獲得專利,項(xiàng)目由DARPA贊助的。1979年,類似過程由RFHousholder得到專利,但沒有被商業(yè)化。3d打印機(jī)1995年,麻省理工創(chuàng)造了“三維打印”一詞,當(dāng)時的畢業(yè)生JimBredt和TimAnderson修改了噴墨打印機(jī)方案,變?yōu)榘鸭s束溶劑擠壓到粉末床的解決方案,而不是把墨水?dāng)D壓在紙
6、張上的方案。說到3D打印,就不得不提3D打印機(jī):3D打印機(jī)又稱三維打印機(jī),是一種累積制造技術(shù),通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體?,F(xiàn)階段三維打印機(jī)被用來制造樣品。2003年以來三維打印機(jī)的銷售逐漸擴(kuò)大,價(jià)格也開始下降。該技術(shù)可用于珠寶,鞋類,工業(yè)設(shè)計(jì),建筑,工程和施工(AEC),汽車,航空航天,牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè),教育,地理信息系統(tǒng),土木工程,和許多其他領(lǐng)域。最早的3D打印出現(xiàn)在上個世紀(jì)的80年代,價(jià)格極其昂貴且所能打印的產(chǎn)品數(shù)量也少得可憐。[6]最早的3d打印機(jī)工作原理設(shè)計(jì)2010年3月,一位名為恩里科·3d打印機(jī)和打印物(19張)迪尼(EnricoDi
7、ni)的發(fā)明家設(shè)計(jì)出了一種神奇的3D打印機(jī),它甚至可以“打印”出一幢完整的建筑。據(jù)恩里科·迪尼介紹,這種打印機(jī)的原料主要是沙子。當(dāng)打印機(jī)開始工作時,它的上千個噴嘴中會同時噴出沙子和一種鎂基膠。這種特制的膠水會將沙子粘成像巖石一樣堅(jiān)固的固體,并形成特定的形狀,然后只需要按照預(yù)先設(shè)定的形狀一層層噴上這種材料,最終就可以“打印”一個完整的雕塑或者教堂建筑。3D打印是添加劑制造技術(shù)的一種形式,在添加劑制造技術(shù)中三維對象是通過連續(xù)的物理層創(chuàng)建出來的。3D打印機(jī)相對于其他的添加劑制造技術(shù)而言,具有速度快,價(jià)格便宜,高易用性等優(yōu)點(diǎn)。3D打印機(jī)就是可以“打印”出真實(shí)3D物體
8、的一種設(shè)備,功能上與激光成型技術(shù)一樣,采用分層加工、