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浅析3D打印技能原理及应用

发布时间:2018-12-25 01:06:01 文章来源:未来智讯    
    浅析3D打印技能原理及应用作者: 于秉利   摘 要:3D打印技能,也被称作增材制造技能,是一种新兴的制造技能,它的事务原理和普通打印机相同,唯一不同的便是利用粉末状金属,塑料等代替纸张和墨水作为原材料。它的出现颠覆了长久以来制造业中传统的减材制造技能,对现存制造业起到革命性的发展作用。本文对3D打印技能的原理进行介绍,并概况了3D打印技能在航空、汽车制造,服饰、首饰设计,生物工程和医学、体育方面等多个方面的应用。
  关键词:3D打印技能;增材制造技能;原理;应用
  中图分类号:TP334.8 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)05-0203-01
  3D打印,即3 Dimensional printing,其特点是能通过计算机图形数据直接打印出任何复杂形状的零件,从而降低成本,减小开支,被美国《时代》周刊称为“美国十大增长最快的工业”。2012年,英国著名杂志《经济学人》在汇报中指出,3D打印技能的出现对正在履历的第三次工业革命中制造业的发展,将会产生巨大的影响。
  1 3D打印技能的原理
  3D打印技能(3 Dimensional Printing),也被称为增材制造技能(material additive manufacturing),或者添加制造技能(additive manufacturing)。是快速成型技能的一种。它的定义为:它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或者塑料等可黏合的材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技能。日常生活中使用的普通打印机能够打印电脑设计的平面物体,而所谓的3D打印机其实与普通打印机事务原理相同,区别在于打印所使用的原料不同。普通打印机使用的打印材料是纸张和墨水,3D打印机使用的打印材料是粉末状金属、陶瓷、塑料、砂等实实在在存在的物体。当打印机与电脑连后,通过电脑的抑制,把打印材料一层层叠加在一同,将电脑设计的蓝图形成实物。
  在从前,想要制作一件模型,需要先�O计图纸,寻找材料慢慢制作而成。现代的3D打印技能,和过去传统的模型制作相比,不但在制作时间上大大缩短,而且在制作的精密度上也远远超过传统制作技能。所以,在现代生活事务中,人们更加依赖于3D打印技能。
  2 3D打印技能的应用
  2.1 航空、汽车制造领域的应用
  由于3D打印技能能够制作出规格小、精密度高、结构复杂、原材料昂贵的零件,因此在航空和汽车制造业中独占鳌头。3D打印技能在航空领域的应用主要体如今直接产品制作、外形检验、精密熔具铸造等方面。现现在,欧美大多数国家在航空制造业中,已经把3D打印技能列为关键技能之一。从起初运用3D打印技能至今,美国波音公司已经利用这一先进技能成功制作300多架飞机的零部件。美国佛吉尼亚大学的一名学生通过3D打印技能成功制造出一架模型飞机并且成功试飞,这架飞机所有的零部件都是通过3D技能打印出来,如果飞机任何部件出现破损,都能够通过3D技能打印出来进行替换。在汽车制造领域,3D打印技能应用在汽车零部件的制造中。全球首辆从表面到零部件全部都由3D打印机制造出来的汽车“Urbee”于本日问世,这一成果的展示无不极好的展示了3D打印技能的强大。
  2.2 服饰、首饰设计、体育方面的应用
  2011年,法国巴黎时装周上,一位荷兰设计师所设计的3D打印技能制作的时尚服饰展示在人们眼前,震惊了世人,它所制作出来的服饰完美的解决了布料衣服难以诠释的立体感,使得世界服装进入了一个新的时代。首饰设计方面,发达国家也出现了以14K金和纯银为原材料,运用3D打印技能制作出来的名贵首饰,3D打印技能的特殊立体感也是人类手工所达不到的。另外NIKE公司是第一个将3D打印技能运用在鞋子生产中的企业,它所制作出来的鞋子质量更为贴合运动员脚部,用这一技能做出的鞋子质量惟有158.7g,非常于3个鸡蛋的重量,这在那时是绝无仅有的。
  2.3 生物工程和医学的应用
  随着3D打印技能的快速发展,这一技能的应用领域已经拓展到了生物医学方面。2009年,美国ganovo公司首次运用3D打印技能制造出人造血管。2010年,美国和澳大利亚合作,选取3D打印技能,以活体细胞为原材料,打印出人体组织和器官。美国梅约诊所运用3D打印技能为病人制作了一个3D打印的髋关节,使病人能够更好的适应植入物。在未来的发展中,随着3D打印技能的提升,将会制作出质量更好的3D骨骼,帮助外科医生对病人进行骨骼损伤的修复。3D打印技能同样适用于牙科病人,根据不同的人不同的牙齿形状,用3D技能打印出来的人类牙齿帮助牙科医生满足不同病人的需求。
  3 结语
  随着科学技能的逐渐提升,3D打印技能也会发展的越来越好,在人们今后的生活中,会成为一项必不可缺的技能。比如在服务行业中,人们会利用3D打印技能制作出更适合个人需求,个人品味的各种各样的物品来满足不同人的要求,由此会产生出许多新兴的职业,创造出新的经济增长点,对满足个人生活需求,推动国家经济发展,起着至关重要的作用。特别是面对世界各地的客户群体,远程操控和远程制造,销售,对传统销售模式起到决定性的变化。3D打印技能,会是人类发展过程中,极其重要的组成局部之一。
  参考文献
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  [3]克里斯安德森.创客[M],北京:中信出版社,2012.
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