3D打印优点和技术原理
来源:“世界先进制造技术论坛”公众号 浏览次数: 发表日期:2021-04-21

什么是3D打印快速成型技术

3d打印技术是什么?确切的说,3D快速成型技术是众多快速成型技术之一,速成型技术大致可分为7大类,包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。

3D打印技术的优点

3d打印与传统的通过模具生产有很大的不同,3d打印最大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。同时,3d打印还能够打印出一些传统生产技术无法制造出的外型,同时,3d打印技术还能够简化整个生产流程,具有快速有效的特点。

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3d打印技术过程原理

3D打印机在设计文件指令的引导下,先喷出固体粉末或熔融的液态材料,使其固化为一体特殊的平面薄层。第一层固化后,3D打印机打印头返回,在第一层外部形成另一薄层。第二层固化后,打印头再次返回,并在第二层外部形成另一薄层。如此往复,最终薄层累积成为三维物体。与传统制造机器那样通过切割或模具塑造制造物品的方法不同,3D打印机通过层层堆积形成实体物品的方法从物理的角度扩大了数字概念的范围。
对于要求具有精确对内部凹陷或互锁部分的形状设计,3D打印机是首选的加工设备,它可以将这样的设计在实体世界中实现。由于打印精度高,打印出的模型品质自然不错。除了可以表现出外形曲线上的设计,结构以及运动部件也不在话下。

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应用

工程制造。在工程类制造方面,一方面是应用于国防军工、航空航天等高端制造的重要零部件生产,这些部件生产要求高,传统工艺往往无法达到或者即使达到但成本过高;另一方面是用于工程制造的小批量或者单件产品生产。

民用发展。在民用发展方面,带来制造工艺的深刻变革同时减少劳动力的成本,3D打印技术被誉为“第三次工业革命”的核心技术。

医疗方面。在医疗方面,3D打印技术也有着显著的成效,可以用来打印假肢,帮助更多因为意外失去双腿的人重新站起来,和正常人一样生活。“3D打印心脏”是应用3D打印技术实施人类器官仿制的又一成果。3D打印心脏可作为心脏解剖的副本,对于练习复杂的心脏手术大有裨益。同时还可以打印“肾脏器官”,但目前这些技术还尚不成熟。

建筑行业。在建筑业也成绩显著,3D打印的潜力远不止可以生产DIY的家居物品这么简单。实际上,这项技术甚至可以彻底颠覆传统的建筑行业。与传统建筑行业相比,3D打印的建筑不但建材质量可靠,还可节约建筑材料30%-60%、缩短工期50%-70%、减少人工50%-80%……根据测算,打印至少能使建筑成本降低50%以上,让更多人住得起房子。不过,新型“油墨”打印的建筑,其刚度、强度和耐久性等综合性能还待进一步验证。

3D打印使得人们可以在一些电子产品商店购买到这类打印机,工厂也在进行直接销售。科学家们表示,三维打印机的使用范围还很有限,不过在未来的某一天人们一定可以通过3D打印机打印出更实用的物品。3D打印技术对美国太空总署的太空探索任务来说至关重要,国际空间站现有的三成以上的备用部件都可由这台3D打印机制造。这台设备将使用聚合物和其他材料,利用挤压增量制造技术逐层制造物品。3D打印实验是美国太空总署未来重点研究项目之一,3D打印零部件和工具将增强太空任务的可靠性和安全性,同时由于不必从地球运输,可降低太空任务成本。




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