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3D打印机的运用与发展

发布时间:2017-12-07 09:02:00 文章来源:未来智讯    
    [关键词]3D打印机 运用 发展
    中图分类号:TS85 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)05-0361-01
    前言:在3D领域当中,3D打印机是一种实现快速成型技术的机器,基于数组模型文件,可将粉末状的塑料、金属等可黏合材料,利用逐层打印的方式,对物体模型进行构造。与传统打印机相比,3D打印机最大的不同之处就是打印材料的不同,3D打印机当中采用的,都是待制品的原材料。作为一种累计制造技术,3D打印可以在很多不同的领域当中进行应用,并且都能够取得较为良好的应用效果。
    一、3D打印机的原理
    3D打印机也叫做三维打印机。在实际应用中3D打印机能够根据实际需求,利用3D辅助设计软件打印制造出三维立体的实际物体。3D打印机可以使用塑料、金属、蜡、橡胶等多种不同的原料,并且利用这些原料直接打印出三维立体模型,同时也能够根据人们的要求,打印出各种不同形状的物体。与传统的去除材料加工技术不同的是,3D打印机能够连续的创建物理层,因而属于添加剂制造技术的范畴。而相比于其它的添加剂制造技术,3D打印机的运行速度更快、易用性更好、成本更低。在实际应用中,首先利用计算机建模软件对相应的三维模型进行构建[1]。在第一构建体中,根据具体要求和一定的规律,离散有序序列单位,在Z方向上离散到一定的厚度,从而将原有的三维CAD模型转变为若干层片。在每个层片中,将相应的处理参数输入,并且通过系统轮廓信息,生成相应的数控代码。将打印出的各个片层进行连接,从而形成了3D模型。
    二、3D打印机的运用
    在3D打印机当中,应用了激光技术、融容沉积技术、CAD技术、材料科学技术、光化学技术等多种先进技术,在建筑设计、医疗用品设计、工业设计、产品设计等方面都有着十分广泛的应用。利用3D打印机能够快速的得到立体实物模型,从而为CAD设计模型的修订和优化提供便利。目前,在医疗、航天、机械制造、建筑、工业等诸多领域当中,3D打印机都得到了良好的应用,甚至在一些工艺品制造、精密器械设计等方面,3D打印机也发挥出了十分良好的应用效果。
    具体来说,3D打印机能够直接打印出金属铸件的模型、图案、插件。在医疗方面,利用患者自身的细胞,3D生物打印机能够利用一层层的生物构造块,对真正的活体组织进行制造,打印出软骨组织、骨骼、皮肤等。在曲面异型建筑当中,利用3D打印机,能够迅速的制作出很多精密构件的准确模型,从而极大的提高了建筑模型制作水平。只要提供充足的参数,3D打印机还能够制造出一栋完整的建筑物[2]。对于地理空间方面的GIS数据,可以利用3D打印机进行转换,从而形成城市沙盘或景观模型。此外,3D打印机能够有效的融合抽象概念与现实世界,将很多想象中的物体转变为真实存在的立体模型。利用三维数据、三维动画、电子游戏等方面的设计要求,能够将想象中的形象和物体打印出来,使之转变为真实存在的物体。
    三、3D打印机的发展
    在日常生活中,3D打印机具有十分良好的发展前景。其中,医疗领域是一个十分重要的领域。利用3D生物打印机,能够针对不同人体打印出各种器官,例如肌肉、皮肤等简单的活体组织器官。而在未来的发展中,更加复杂的身体器官,诸如心脏、肝脏、肾脏等,也很有可能通过3D打印机实现[3]。利用3D打印机还能够打印出各种精细的工件,例如,我们公司―广州市想现电子科技有限公司(3Dgreat)制造出一系列的FDM,DLP等各种工业级的3D打印机,人们只要把三维立体图形数据经过切片软件读取后连接到打印机中,就能够打印出任何自己想要的形状。在教育教学当中,3D打印机也正在发挥着越来越大的作用。教师在教学当中,利用3D打印技术的演示教学,能够极大的提升和开发学生的创造力。同时,在历史、科学等课程教学当中,可以利用3D打印机制作一些文物、化石等模型向学生进行展示。在生物、医学等专业教学中,还可以利用3D打印机打印出分子、蛋白质等模型,可从而让学生更加直观的学习和掌握知识。
    科技领域是3D打印机未来发展中的一个主要方向。例如,在2014年,国际制造技术展览会上曾经展出了一辆3D打印汽车,该车的整个车身、机器、零部件等都是利用3D打印机实现的,并且能够正常的驾驶和运行。利用一种新型的3D打印机,目前已经能够打印出飞机引擎等先进的设备,该技术对于飞机制造成本的降低,以及飞机运行燃油的节省都有着很大的意义[4]。利用3D打印机,还能够打印出飞机上很多精密的零件。而在打印过程中,可以采用很多性能材质良好的轻金属,因而使打印出的零件能够直接应用在飞机制造当中。在动漫艺术领域,3D打印机的发展前景也十分广阔,例如,在迪斯尼大型动画电影《超能陆战队》当中,就大量的应用了3D扫描、3D打印等技术。而在《通灵男孩诺曼》当中,对于角色任务的面部表情,也是通过3D打印技术实现的。
    结论:3D打印技术作为当前社会中一种新兴的技术,具有很多方面的优势和特点。在很多不同的领域当中,3D打印机都能够进行良好的应用,并且在众多实践当中都取得了较为理想的效果。通过3D打印机,能够实现很多传统工艺无法实现的技术。因此,在未来的发展中,3D打印机在生活、艺术、医疗、科技等领域当中,都具有十分广阔的发展前景。
    参考文献
    [1] 郭振华,王清君,郭应焕.3D打印技术与社会制造[J].宝鸡文理学院学报(自然科学版),2013,04:64-70.
    [2] 彭波,郑海忠,李淑贤,梁龙,韩宇,詹福南.浅析3D打印机常见问题[J]. 黑龙江科技信息,2015,16:153-154.
    [3] 朱艳华,王少伟,肖薇.3D 打印机领域中国专利申请状况分析[J].中国发明与专利,2013,06:17-20.
    [4] 刘翠,胡小强,蒋逸皇.3D打印技术及其在职业教育领域中的应用[J]. 电子制作,2014,06:90-91.
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