3D打印基础知识
3D打印技术又称“三维打印技术”或“增材制造技术”,也有学者称之为“快速制造技术”“快速成型技术”。一般来说,“增材制造技术”“快速制造技术”的提法主要用在学术领域,外界普遍认可“3D打印”的提法,因为更加浅显易懂。
从技术的角度来解释,3D打印实际上是将设计好的物体转化为三维设计图,采用分层加工、叠加成形的方式逐层增加材料来打印真实物体。之所以使用“打印”一词,是因其原理与传统打印机是相似的,都是通计算机来完成。
简言之,传统打印机里面装的是墨粉,而3D打印机里面装的则是一个庞大的材料系统。这个系统里面是根据产品需要而配备的各种材料,包括光敏树脂、塑料、尼龙、薄膜、陶瓷以及各种金属粉末。
综合上述内容我们可以看出,所谓3D打印(3D Printing),是以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、电子束等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同,3D打印将三维实体变为若干个二维平面,通过对材料处理并逐层叠加进行生产,大大降低了制造的复杂度。
“3D打印”是一种颠覆性的创新技术,是在30年前发明的快速成形技术基础上结合现代计算机互联网组成的制造新技术,它的特有:
1.3D打印是“从下到上”的制造,颠覆了人类历史上几千年的“从上到下”的制造。
2.3D打印将设计构思通过数字化3D计算机软件表达的设计构图直接制造出产品来(即使用传统的方法不可能制造的内部复杂结构零部件),不需要模板或模型。
3.3D打印适合个性化设计、制造,符合个体定制化理念(例如珠宝、文物修复和种植牙)。
4.3D打印适应网络时代的信息传输技术,具有将一个地方、一个人的思维构思、三维构图传送到另一地方形成实体物件的能力(互联网传送实物),例如从地面传送信息给宇宙飞船上打出实物零件。
5.3D打印适合常温物理制造,可以制造出人体组织构件乃至人造器官。
6.3D打印有可能实现物理合成制造出人工设计的特殊复合结构材料(大自然所没有的)。
3D打印涉及广阔的技术组合,没有一种单一的技术能够覆盖它的全部内涵。
3D打印的技术发展目前还处在萌芽阶段,作为制造业的主流生产手段还有很长的路要走,还面临很多的技术障碍有待克服,在较大尺度和精细化两方面的技术基础和新材料应用的探索都需要深化科学基础研究和创新技术的开发。
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