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3D打印技能及应用趋势研讨

发布时间:2018-11-20 01:06:10 文章来源:未来智讯    
    3D打印技能及应用趋势研讨作者:未知   摘 要:3D打印(3D printing),即快速成型技能的一种,其实质是增材制造技能,被誉为是第三次工业革命的重要标志之一。随着科技的飞速发展,3D打印技能获得了越来越广泛的应用,已涉及工业、教育、医学及日常生活等众多领域,通过与互联网、生物科技等技能手段的有机联合,引发了各行业领域的创新发展以及革命性变革,本文最初对3D打印技能进行了概括,进而探讨了3D打印技能的应用及发展趋势。
  关键词:3D打印技能 应用 趋势
  中图分类号:TP334.8 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2018)02(a)-0077-02
  3D打印是一种通过材料的堆积,实现产品快速成形的技能。与传统技能手段相比,3D打印可以生产出各种复杂形态的产品。经过近些年的发展,尤其是各类新材料的出现,3D打印技能获得了越来越多的应用,已覆盖工业、教育、医学及日常生活等诸多领域,本文就3D打印技能及应用趋势展开研讨。
  1 3D打印技能概括
  1.1 3D打印技能
  3D打印,又被称之为添加制造(AM,Additive Manufacturing),也便是利用计算机技能的三维设计方法,联合各类软件工具,将特定的材料逐层堆积到一同,最后生成想要的模型的一种快速成形技能,它与传统领域中的切割、焊接等技能是完全不同的。
  1.2 相关原理
  (1)数字建模。最初,要利用goSCAN等3D扫描设备获得相应的三维数据,接着采取数字化的方式来构建三维模型,当然,也可以使用AutoCAD等工具来实现三维数字建模,或者是应用已有的3D模型用作参考。
  (2)模型分层。将得到的3D模型输入计算机后,并不能够直接操作,还要借助一些软件来进行相应的设置,将得到的模型分成一层一层的,而每层的厚度等是由相关材料的属性以及打印装置的类型来决定的。
  (3)打印喷涂。打印机可以将材料逐层熔结,因为运行原理的区别,即可以通过喷一层胶水的形式实现,也可以通过激光技能来对材料进行融化,此外,因为选择的模型不同、复杂性有差异、打印材质耗时不同等,最后花费的时间会存在一定差别,可能仅需要几分钟,也有可能需要几天。
  (4)后期加工。通过3D打印得到的产品是相当粗糙的,还需要进行后续的加工与处理,主要是通过固化、剖离、调整,以及上色等操作,来制作得到最后的模型。
  1.3 3D打印技能的应用
  随着3D打印技能的发展成熟,已在多个领域获得了应用,为相关技能的改造升级提供了重要的支持。目前,应用3D打印技能可制作得到多种类型的材料,已深入到工业生产、教育、医疗等领域,以及人们的日常生活当中。实践证明,3D打印有着很大的应用优势,在市场上表现出越来越强大的竞争力,而且这一技能的研讨时间还不长,能够说在未来有着无穷的潜力,等待人们去挖掘。
  2 3D打印的应用
  2.1 工业应用
  著名的“空气单车”是由英国科学家应用3D打印技能“打印”出来的,其制作材料是一种特殊的尼龙材料,不管是硬度还是韧性都与普通材料类似,密度却要小的多,所以说重量远远轻于普通自行车。最特殊的地方在于,“空气单车”的车轮、轴承等都是一次打印得到的,不需要先去生产零件再进行组装,打印完成,就能够使用了。其生产工艺就像我们打印书刊一样大略,而且,3D打印以其优异的技能特点,可以打印得到空间上不相连的三维立体模型。
  2.2 教育应用
  发展至今,3D打印技能已取得了众多令人瞩目的成就,在多个行业领域获得了普遍的应用。对于教育领域来说,其最重要的作用就在于帮助人们更加直观、更加清晰地认识到事物的性子,这恰是以往我们想要实现又很难实现的。3D打印技能可以相当直接地打印出三维立体模型,这为人们的学习与研讨提供了更多的可能。我们能够从教师的角度来探讨3D打印技能在教育中的意义。在授课过程中,教师能够借助3D打印得来的教学工具,有效地拓展学生的思想,大大增强他们的触觉体验,从而补救了常规教学缺乏直接经验的问题。而且,教师也将书本知识与复杂的理论更加显性化,使抽象的知识理论变得更加的具体,具体的知识变得更加形象,视觉复杂的知识变得大略易懂。这就使得学生的学习思绪更加清楚,并不时提升学生的逻辑思想能力,进而从根本上推动了我国的教育教学改革,也进一步提升了学生的学习效率。
  2.3 医学应用
  近年来,国内外在医疗科技方面都取得了很大的成就,而其中也离不开3D打印技能的应用。通过3D打印生成的毛细血管,是由双光子聚合物以及特定的生物材料组成的,有着很好的人体相容性,在替换人体坏死的血管方面有着极高的应用价值。此外,通过将3D打印与人造器官有机的联合起来,可以在多种药物的研讨中降低动物的死亡率,对生态环境保护有着一定的积极作用。
  2.4 日常生活应用
  “3D食物打印机”是由美国学者研发的可用来“打印”食物的设备。与常用的打印机类似,通过设置相应的事务模式,再将各种材料、配料放到特定的容器内(类似于打印机的墨盒),选择食谱后,利用CAD软件就能够生产制造出想要的食物。能够说,通过这种创造性的烹饪方法,人们能够创造出之前难以想象的菜肴,事物的生产速度也将大大加快。而且,应用“3D食物打印机”,能够在很大程度上缩减事物制作的繁琐步骤,进而有效的削减了生产成本。
  3 3D打印技能的发展趋势
  3D打印技能在各个行业领域中的应用,也进一步的促进了相关技能的发展与研讨。技能上的成熟使得其生产成本不时降落,也提高了3D打印技能的市场竞争力,促使其飞速的发展,逐步成为各个领域学者共同关心的学术课题。通过3D打印得到的立体模型、医疗器材或者是日常用品等,都已引起人们的重视。
  国内来说,最先研讨3D打印的学者是华中科大的史玉升主任,他甚至认为,在未几的将来,只需在计算机终端上点击按键,就可以通过3D打印设备生产出人们所需要的产品。当前来说,许多铸造企业已起初研讨激光烧结3D打印机,希望利用3D打印技能,有效的缩减复杂零件的生产时间,提高生产效率,扩大企业效益。
  随着科技的发展进步,3D打印技能获得了越来越多的突破,生产速度也是越来越快、产品尺寸越来越大,质量更是越来越好。一般来说,复杂零件的生产要用到几百或者几千张设计图纸来描述,但今天应用的3D打印技能,只需一张图就能够生产一个零件。所以说,3D打印技能可以从根本上改变制造业的发展趋势。
  同时,3D打印技能的应用能够提升产品的快速成型能力,大大的节省了生产成本,打破了许多技能上的限制,复杂产品的设计都能够利用计算机技能来实现,而且还能够通过直观的感触,有效的调动起使用者的兴趣,可以将设计方案与��测结果相联系,进而加深人们的认知能力。
  4 结语
  总的来说,3D打印技能作为一种汇集了数字技能、抑制技能、信息技能等众多高新技能的综合体,有着很好的发展前景。虽然与国外相比,我国的3D打印技能还对照落后,但相信通过不时的学习与应用,3D打印技能必将打破各种技能上的限制,实现更加的精密化、数字化,以适应我国经济发展的需要。
  参考文献
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