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关于3D打印技术的“前世今生”!


发布时间:2019-03-28 来源:互联网 

  3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“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。


  3D打印技术的优点


  1节省材料。不用剔除边角料,提高了材料的利用率,通过摒弃生产线而降低了成本;


  2能做到较高的精度和很高的复杂程度,可以制造出采用传统方法制造不出来的、非常复杂的制件;


  3不需要传统的刀具、夹具、机床或任何模具,就能直接把计算机的任何形状的三维CAD图形生成实物产品;


  4它可以自动、快速、直接和比较精确地将计算机中的三维设计转化为实物模型,甚至直接制造零件或模具,从而有效地缩短了产品研发周期;


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  53D打印无需集中的、固定的制造车间,具有分布式生产的特点;


  63D打印能在数小时内成形,它让设计人员和开发人员实现了从平面图到实体的飞跃。


  3D打印技术的缺点


  1存在成本高、工时长的软肋,用于增材制造的材料研发难度大、使用量不大;


  2在规模化生产方面尚不具备优势,3D打印技术既然具有分布式生产的优点,那么相反,在规模化生产方面就不具备优势;


  3打印材料受到限制,目前,打印材料主要是塑料、树脂、石膏、陶瓷、砂和金属等,能用于3D打印的材料非常有限;


  4精度和质量问题,3D打印技术固有的成型原理及发展还不完善,其打印成型零件的精度、物理性能及化学性能等大多不能满足工程实际的使用要求,不能作为功能性零件。


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  3D打印技术的应用


  国际空间


  2018年12月3日,名为Organaut的突破性3D打印装置,执行“58号远征”(Expedition 58)任务的“联盟MS-11”飞船送往国际空间站。打印机由Invitro的子公司“3D生物打印解决方案”(3D Bioprinting Solutions)公司建造。Invitro随后收到了从国际空间站传回的一组照片,通过这些照片可以看到老鼠甲状腺是如何被打印出来的。


  航天科技


  2015年6月22日报道,国营企业俄罗斯技术集团公司以3D打印技术制造出一架无人机样机,重3.8公斤,翼展2.4米,飞行时速可达90至100公里,续航能力1至1.5小时。


  2016年4月19日,中科院重庆绿色智能技术研究院3D打印技术研究中心对外宣布,经过该院和中科院空间应用中心两年多的努力,并在法国波尔多完成抛物线失重飞行试验,国内首台空间在轨3D打印机宣告研制成功。


  医学领域


  3D打印肝脏模型:日本科研团队2015年7月8日宣布,已研发出用3D打印机低价制作可以看清血管等内部结构的肝脏立体模型的方法。该模型按照表面外侧线条呈现肝脏整体形状,详细地再现其内部的血管和肿瘤。


  3D打印脊椎植入人体:2014年8月,北京大学研究团队成功地为一名12岁男孩植入了3D打印脊椎,这属全球首例。研究人员表示,这种植入物可以跟现有骨骼非常好地结合起来,而且还能缩短病人的康复时间。


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  3D打印手掌治疗残疾:2014年10月,医生和科学家们使用3D打印技术为英国苏格兰一名5岁女童装上手掌。


  汽车行业


  2014年10月29日,在芝加哥举行的国际制造技术展览会上,美国Local Motors汽车公司现场演示世界上第一款3D打印电动汽车的制造过程。这款电动汽车名为“Strati”,该车采用一体成型车身,最大速度可达到每小时40英里(约合每小时64公里),一次充电可行驶120到150英里(约合190到240公里)。


  2015年7月,美国旧金山的Divergent Microfactories(DM)公司推出了世界上首款3D打印超级跑车“刀锋(Blade)”。


  电子行业


  2014年11月10日,全世界首款3D打印的笔记本电脑已开始预售了,这款笔记本电脑名为Pi-Top,它允许任何人在自己的客厅里打印自己的设备,价格仅为传统产品的一半。


  服装服饰


  某家设计工作室已经成功使用3D打印技术制作出服装,使用此技术制作出的服装不但外观新颖,而且舒适合体。


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  目前,中国的3D打印产业化程度并不是很高,总体处于新型技术产业化的初级阶段,具体表现在产业规模化程度不高、技术创新体系不健全、产业政策体系尚未完善等。但是在国家政策的大力扶持下,中国3D打印市场会逐步打开,市场需求也会大幅增加。未来,3D打印技术相信会成为新型产业技术的典范。


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