综合生活|重要的制造工艺,3D打印的前世今生

_本文原题为:3D打印的前世今生 , 重要的制造工艺
1、3D打印定义
3D打印技术出现在20世纪90年代中期 , 实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置 。 它与普通打印工作原理基本相同 , 打印机内装有液体或粉末等“打印材料” , 与电脑连接后 , 通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来 , 最终把计算机上的蓝图变成实物 , 这打印技术称为3D打印技术 。
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2、3D打印原理及过程
3d打印过程如下: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光聚合物 , 使其固化为一个特殊的平面薄层 。 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 。 对于要求具有精确的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现实中实现 。
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3、3D打印的历程简述
3D打印是一项重要的制造工艺 , 因为无论外观多么复杂 , 它总是能制造出来 , 其他制造工艺 , 就算已经实现工业化数十年 , 在复杂的几何形体面前束手无策 , 但3D打印可以打印出最精细的外观和最简单的形状 。 这项技术已经有30年的历史沉淀 , 我们可以通过以下两张图来梳理3D打印技术三十年发展历程上的标志性事件 。
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4、3D打印的应用领域
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的 。 常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型 , 后逐渐用于一些产品的直接制造 , 已经有使用这种技术打印而成的零部件 。 该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车 , 航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用 。
1)航天和国防
制造火箭发动机的喷射器需要精度较高的加工技术 , 如果使用3D打印技术 , 就可以降低制造上的复杂程度 , 在计算机中建立喷射器的三维图像 , 打印的材料为金属粉末和激光 , 在较高的温度下 , 金属粉末可被重新塑造成我们需要的样子 。
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2)医学领域
最近美国FDA批准了第一款3D打印药物 。 这个药物可以造福300万患有癫痫的成人和儿童 。 而且这个好消息也有可能成为“敲门砖” , 为以后药物3D打印奠定坚实的基础 , 通过3D打印制作更多易于使用 , 测试 , 生产的药物 。 华盛顿邮报一文章中预测 , 将来医生们不会直接开药给病患 , 而是提供药物配方 , 病患可以在家使用3D打印机定制药物 。 再比如 , 一位83岁的老人由于患有慢性的骨头感染 , 换上了由3D打印机“打印”出来的下颚骨 , 这是世界上首位使用3D打印产品做人体骨骼的案例 。 纽约长老会医院的埃米尔·巴查博士(Dr.EmileBacha)医生使用3D打印的心脏救活一名2周大婴儿等等 。
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3)建筑领域应用