3D打印的应用与发展

3D打印的应用与发展

3D打印机，即迅速成型技术的一种机器，它是一种数字模型文件为根底，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，经过逐层打印的方法来构造物体的技术。在时，软件经过电脑辅助设计技术（CAD）完结一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将接连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差异在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。3D打印机的工作原理和传统打印机根本相同，都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构构成的，打印原理是相同的。3D打印机主要是在打印前在电脑上设计了一个完好的三维立体模型，然后再进行打印输出。3D打印时选用的堆叠薄层的形式有多种多样。常用的3D 打印机选用的是熔融堆积迅速成型（Fused Deposition Modeling，FDM）。熔融堆积又名熔丝堆积，它是将丝状热熔性材料加热消融，经过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料消融后从喷嘴喷出，堆积在制作面板或许前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开端固化，经过材料的层层堆积构成终究成品。在3D打印技术中，FDM的机械构造最简略，设计也最简单，制作本钱、保护本钱和材料本钱也最低，因而也是在家用的桌面级3D 打印机中使用得最多的技术。工作进程先经过核算机建模软件建模，假如你有现成的模型也能够，比方动物模型、人物或许微缩修建等等。设计软件和打印机之间协作的标准文件格局是STL文件格局。一个STL文件使用三角面来近似模仿物体的外表。三角面越小其生成的外表分辨率越高。然后经过SD卡把它拷贝到3D 打印机中，或许直接用USB线衔接电脑和3D打印机，进行打印设置后，打印机就能够把它们打印出来。打印进程打印机经过读取文件中的横截面信息，用热熔材料消融后将这些截面逐层地打印出来，然后制作出一个实体。这种技术的特色在于其简直能够造出任何形状的物品。打印机打出的截面的厚度（即Z轴方向）以及平面方向即X 轴-Y轴方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或许微米来核算的。一般的厚度为100微米，即0.1毫米，也有有些打印机能够打印出16微米薄的一层。而平面方向则能够打印出跟激光打印机附近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径一般为50到100个微米。用传统方法制作出一个模型一般需求数小时到数天，依据的尺度以及杂乱程度而定。而用三维打印的技术则能够将时刻缩短为数个小时，当然其是由打印机的功能以及模型的尺度和杂乱程度而定的。传统的制作技术如注塑法能够以较低的本钱很多制作聚合物商品，而三维打印技术则能够以更快、更有弹性以及更低本钱的方法出产数量相对较少的商品。一个桌面尺度的三维打印机就能够满意设计者或概念开发小组制作模型的需求。

3d打印成为工业化力量

3d打印原先只能用于制造产品原型以及玩具,而在2013年它将成为工业化力量.你乘坐的飞机将使用3d打印制造的零部件,这些零部件能够让飞机变得更轻、更省油.事实上,一些3d打印的零部件已经被应用于飞机上.该技术也将被国防、汽车等工业应用于特种零部件的直接制造.总之,在你不知不觉的情况下,通过3d打印制造的飞机、汽车乃至家电的零部件数量将越来越多.3d打印开始治病救人

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,因为3d打印产品可以根据确切体型匹配定制,如今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.打印制造软组织的实验已在进行当中,很快通过3d打印制造的血管和动脉就有可能应用于手术之中.至2013年为止,3d打印技术在医疗应用方面的研究涉及纳米医学、制药乃至器官打印.做最理想的情况是,3d打印技术在未来某一天有可能使定制药物成为现实,并缓解（如果不能消除的话）器官供体短缺的问题.定制化成为常态

今后购买的产品将根据自己确切的具体信息进行定制,该产品通过3d打印制造并直接送到你的家门口.通过3d打印技术,创新公司将凭借与竞争对手的标准化产品相同的价格为用户提供定制化体验,以此获得竞争优势.起初,这种体验可能包括制造定制智能手机外壳这样的新奇物品或是为标准化工具进行符合人体工程学的改造,但它很快就会扩张到新的市场.公司领导者将对销售、分销以及营销渠道进行调整,以充分利用其直接向消费者提供定制化体验的能力.定制化同样也将在医疗器械领域发挥重要作用,比如通过3d打印制造助听器和义肢.产品创新速度加快 从新车型到更好的家电,一切产品的设计速度都将加快,从而将创新更快地推向消费者.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.虽然使用3d打印的快速原型制造技术并不是新鲜事物,但迅速降低的成本、功能得到改进的设计软件以及越来越多的打印材料意味着设计人员将能更方便地使用3d打印机,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.新公司基于3d打印开发出创新的商业模式

你今后将有机会投资购买一家3d打印公司的ipo.新一代公司将作为发明家、黑客以及“制造者”大量涌现,利用3d打印技术创造新的产品,并向蓬勃发展的3d打印机市场提供服务.一些公司将走向失败,并有可能出现一个盛衰循环,但3d打印将催生出创造性的新商业模式.3d打印店在购物商场开张

3d打印店将开始出现,它们最初会凭借高品质的3d打印技术为本地市场提供服务.一开始是快速原型制造以及其他利基功能,但这些打印店会转移到消费市场.零售商开始“运送设计,而不是产品”,在这种情况下,本地的3d打印店有一天将成为你获取自己定制的本地制造产品的地方,就像如今你在本地沃尔玛商场内冲印照片一样.关于知识产权归属的激烈辩论浮现出来

3d打印机可以很容易地复制拥有版权的产品设计,随着制造商和设计者开始应对这种情况,未来将出现关于产品设计知识产权归属的高调诉讼案例.文件共享网站使音乐的复制和共享变得简单,从而撼动了整个音乐行业,与此类似,3d打印技术轻松复制、共享、修改以及打印3d产品的能力将引发新一波知识产权问题.具备神奇特性的新产品将让我们目不暇接

跟如今制造的产品相比,那些只能通过3d打印机制造的新产品将融新材料、纳米尺度以及印刷电子器件于一体,从而展示出堪称神奇的新特性.这些通过3d打印制造的产品将令人喜爱,并具备明显的竞争优势.其秘诀在于,3d打印技术可以在制造过程中控制所用材料,精度可达分子和原子级别.随着对未来可行的商用3d打印机的研究不断完善,我们可以期待令人兴奋和向往的新产品携惊人的特性出现在世人面前.至2013年为止,它的问题是:这些产品都是什么以及谁将销售它们？

3d打印机为制造工厂提供助力

我们有望在制造工厂里看到3d打印机.一些特殊的零部件已经由3d打印机更经济地生产出来了,但仅仅是在小规模范围内.对于3d打印技术,很多制造商将开始尝试原型制造以外的应用.随着3d打印机的性能不断提高以及制造商将其整合进生产线和供应链的经验变得更加丰富,我们有望看到集成了3d打印零部件的混合制造工艺.而消费者渴望的那些需要通过3d打印机制造的产品将进一步加速此进程.孩子将从学校带回通过3d打印制造的物品

在学校,数字素养——包括网页和应用程序开发、使用电子设备、协作以及3d设计的能力——的培育将得到3d打印机的支持.很多中学和高中已经装备了3d打印机,随着3d打印技术的成本持续下降,更多的学校将会开始使用.数字素养将不仅关乎“字节”,还关乎实物.所以说，在科学发展非常迅猛的今天，3D打印技术会给我们带来非常多的好处

李牧原 土木工程中职本192 192040213