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3D打印(3Dprinting)

发布时间:2017-12-07 08:56:00 文章来源:未来智讯    
    3D打印技术,是以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同,3D打印将三维实体变为若干个二维平面,通过对材料处理并逐层叠加进行生产,大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力,直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件,使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。以一个手电筒为例,3D打印机能通过电脑将手电筒进行立体扫描,创建三维设计图,之后对这个立体原型进行“切片”,分成一层一层的,打印机将原材料按照设计图一层一层地“喷”上去,直到最终造出一个手电筒来,只不过3D打印机喷出的不是墨粉,而是融化的树脂、金属或者陶瓷等材料。
    3D打印起源于19世纪末美国研究的“快速成型”——照相雕塑和地貌成形技术,并在20世纪80年代得以发展和推广。中国物联网校企联盟把它称作“上上个世纪的思想,上个世纪的技术,这个世纪的市场”。三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。3D打印的原理是:把数据和原料放进3D打印机中,机器会按照程序把产品一层层造出来。打印出的产品,可以即时使用。
    3D打印具有如下优点:
    (1)3D打印成为工业化力量。3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本,成为工业化的重要力量。(2)3D打印开始治病救人。因为3D打印产品可以根据确切体型匹配定制,通过3D打印制造的医疗植入物将提高你身边一些人的生活质量。这种技术已被应用于制造更好的钛质骨植入物、义肢以及矫正设备。(3)定制化成为常态。通过3D打印技术,创新公司根据用户对产品确切的具体信息进行定制,通过3D打印制造并直接将产品送到用户的家门口。(4)产品创新速度加快。由于运用3D打印的快速原型制造技术能够缩短把产品概念转化为成熟产品设计的时间,设计人员将能够专注于产品的功能,使他们能够在设计的早期阶段就打印出原型产品、进行修改以及重新打印等等,从而加速创新,其结果将是更好的产品以及更快的设计速度。(5)3D打印开始广泛应用于电影工业。由于3D打印是一种快速成型技术,对于制作复杂电影道具具有成本低、时间快的优势,高仿真的电影道具已经使用了3D打印技术来制作面具模型、汽车模型和其他功能性道具。
    美国和欧洲在3D打印技术的研发及推广应用方面处于领先地位。美国是全球3D打印技术和应用的领导者,欧洲十分重视对3D打印技术的研发应用。除欧美外,其他国家也在不断加强3D打印技术的研发及应用。澳大利亚在2013年制定了金属3D打印技术路线;南非正在扶持基于激光的大型3D打印机器的开发;日本着力推动3D打印技术的推广应用;中国3D打印设计服务市场快速增长,已有几家企业利用3D打印制造技术生产设备和提供服务。据美国消费者电子协会最新发布的年度报告显示,随着汽车、航空航天、工业和医疗保健等领域市场需求的增加,3D打印服务的社会需求量将逐年增长,有望从2011年的17亿美元增长至2017年的50亿美元。
    随着3D打印材料的多样化发展以及打印技术的革新,3D打印不仅在传统的制造行业体现出非凡的发展潜力,同时其魅力更延伸至食品制造、服装奢侈品、影视传媒以及教育等多个与人们生活息息相关的领域。
    3D打印技术日渐普及,应用于医学、建筑和军事等范畴,甚至开始家用化。但该技术在逐渐被广泛应用的同时,危害也日趋暴露出来。据香港《东方日报》报道,美国研究显示,家用3D打印机在室内运作时,会释放大量有毒超微细粒子(UFP),有害程度相当于吸食香烟,影响人体健康。除健康问题,3D打印也引发公众安全隐忧。一名加拿大男子上传短片展示他以3D打印手枪为蓝本,打印出一支塑胶步枪,并成功发射子弹,但发射后枪管裂开。
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