未来智讯 > 3D打印论文 > 神通广大的3D打印

神通广大的3D打印

发布时间:2019-04-26 01:06:04 文章来源:未来智讯    
    神通广大的3D打印作者: 本刊编辑部   听到这个名词,是不是觉得很新鲜?新鲜之後,我的第一反应是打印出来的东西是实实在在的东西吗?有这么神奇?本期“知道主义”让我们一同走近“3D打印”。
  我们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品,而所谓的3D打印机与普通打印机事务原理基本相同,不过打印材料不同,普通打印机的打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料,打印机与电脑连接後,通过电脑抑制能够把“打印材料”一层层叠加起来,最后把计算机上的蓝图形成实物。通俗地说,3D打印机是能够“打印”出真实的3D物体的一种设备,比如打印一个机器人、打印玩具车,打印各种模型,甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技能原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技能称为3D立体打印技能。
  这项科技并不新鲜
  真相上,该技能并不新鲜,这个思维起源于19世纪末的美国,并在20世纪80年代得以发展和推广。能够说是“上上个世纪的思维,上个世纪的技能,这个世纪的市场”。
  使用打印机就像打印一封信:轻点电脑屏幕上的“打印”按钮,一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上,它将一层墨水喷到纸的表面以变成一副二维图像。而在3D打印时,软件通过电脑辅助设计技能完成一系列数字切片,并将这些切片的信息传送到3D打印机上,後者会将连续的薄型层面堆叠起来,直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。
  堆叠薄层的形式有多种多样。有些3D打印机使用“喷墨”的方式。例如,一家名为Objet的以色列3D打印机公司使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上,此涂层然後被置于紫外线下进行处理。之後铸模托盘降落极小的距离,以供下一层堆叠上来。另外一家总部位于美国明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一种叫做“熔积成型”的技能,整个流程是在喷头内熔化塑料,然後通过沉积塑料纤维的方式才变成薄层。还有一些系统使用粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上变成一层极薄的粉末层,然後由喷出的液态粘合剂进行固化。它也能够使用一种叫做“激光烧结”的技能熔铸成指定形状。有些打印机还能联合不同介质,令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。
  心脏,也能够打印出来
  科学家们正在利用3D打印机制造诸如皮肤、肌肉和血管片段等大略的活体组织,我们将制造出像肾脏、肝脏甚至心脏这样的大型人体器官。如果生物打印机可以使用病人自身的干细胞,那么器官移植後的排异反应将会削减。人们也能够打印食品,比如康奈尔大学的科学家们已经成功打印出了杯形蛋糕。几近所有人都相信,食品界的杀手级应用将是可以打印巧克力的机器。
  3D打印的飞机、枪支和化石骨骼已经变为现实,但科学家近来利用3D打印技能打印了第一份真实人类的心脏。该心脏样本是由塑料制成,是患有不寻常并发症病人的心脏的精确解剖副本。
  美国华盛顿国家小孩医学中心的儿科心脏病专家劳拉·奥利弗瑞手握3D打印的人类心脏,该3D打印机耗费了25万美元。劳拉表示心脏副本对于练习复杂手术来说是相当理想的对象,它使得手术外科医生可以看清他们要进行手术的精确解剖情景。
  想要打印3D心脏,必须先输入单个病人计算机抑制x线体层扫描术或超声波扫描获得的二维数据,这使得打印机可以逐层建立复制样本层。医院正在制定欲选取3D打印技能的早期打算。近期美国纽约康奈尔大学的研讨学者3D打印了一只人工耳朵,并向其植入了来自奶牛的细胞进行培育。此外,还有研讨人员获得了世界上第一个3D打印的迷你人类肝脏。
  现状
  在3D打印技能能够打印假肢、汽车、飞机的今天,它还在创造无限的可能。
  最初3D打印技能能够加工传统方法难以制造的零件。过去传统的制造方法便是一个毛坯,把不需要的地方切除掉,是多维加工的,或者选取模具,把金属和塑料融化灌进去得到这样的零件,这样对复杂的零部件来说加工起来相当困难。立体打印技能对于复杂零部件而言具有极大的优势,立体打印技能能够打印相当复杂的东西。
  其次实现了首件的净型成形,这样後期辅助加工量大大减小,避免了委外加工的数据泄密和时间跨度,尤其符合一些高保密性的行业,如军工、核电领域。再次由于制造筹备和数据转换的时间大幅削减,使得单件试制、小批量出产的周期和成本降低,特别符合新产品的开发和单件小批量零件的出产。
  这些速度快、高易用性等优势使得3D打印成为一种潮流,并且在很多领域得到了应用。真相上,3D打印技能要成为主流的生产制造技能还尚需时日。虽然3D打印机技能在21世纪初已取得不小的进步,比如材料增多、打印机和原材料价格逐步降落,但在2012年左右,依旧是一项年轻的技能,在没有变得更加成熟和廉价前,并不会被企业大规模选取。
转载请注明来源。原文地址:https://www.7428.cn/page/2019/0426/79385/
 与本篇相关的热门内容: