3d打印技术论文的引言

2017-03-27 12:38

在社会各个领域中,3D打印机的运用和发展,都取得了十分良好的效果,极大的提高了各个领域中的工作效率,小编整理了3d打印技术论文的引言,有兴趣的亲可以来阅读一下!

3d打印技术论文的引言篇一

3D打印机的运用与发展

[摘 要]随着科技的发展,在当前社会中,很多全新的资源及技术都得到了越来越广泛的应用。其中,3D打印技术是一项较为新兴的快速成型技术。3D打印技术也叫做增材制造技术,具有较高的先进性。因此,在社会各个领域中,3D打印机的运用和发展,都取得了十分良好的效果,极大的提高了各个领域中的工作效率,对社会经济的发展水平也有着重要的促进作用。

[关键词]3D打印机 运用 发展

中图分类号:TS85 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)05-0361-01

前言:在3D领域当中,3D打印机是一种实现快速成型技术的机器,基于数组模型文件,可将粉末状的塑料、金属等可黏合材料,利用逐层打印的方式,对物体模型进行构造。与传统打印机相比,3D打印机最大的不同之处就是打印材料的不同,3D打印机当中采用的,都是待制品的原材料。作为一种累计制造技术,3D打印可以在很多不同的领域当中进行应用,并且都能够取得较为良好的应用效果。

一、3D打印机的原理

3D打印机也叫做三维打印机。在实际应用中3D打印机能够根据实际需求,利用3D辅助设计软件打印制造出三维立体的实际物体。3D打印机可以使用塑料、金属、蜡、橡胶等多种不同的原料,并且利用这些原料直接打印出三维立体模型,同时也能够根据人们的要求,打印出各种不同形状的物体。与传统的去除材料加工技术不同的是,3D打印机能够连续的创建物理层,因而属于添加剂制造技术的范畴。而相比于其它的添加剂制造技术,3D打印机的运行速度更快、易用性更好、成本更低。在实际应用中,首先利用计算机建模软件对相应的三维模型进行构建[1]。在第一构建体中,根据具体要求和一定的规律,离散有序序列单位,在Z方向上离散到一定的厚度,从而将原有的三维CAD模型转变为若干层片。在每个层片中,将相应的处理参数输入,并且通过系统轮廓信息,生成相应的数控代码。将打印出的各个片层进行连接,从而形成了3D模型。

二、3D打印机的运用

在3D打印机当中,应用了激光技术、融容沉积技术、CAD技术、材料科学技术、光化学技术等多种先进技术,在建筑设计、医疗用品设计、工业设计、产品设计等方面都有着十分广泛的应用。利用3D打印机能够快速的得到立体实物模型,从而为CAD设计模型的修订和优化提供便利。目前,在医疗、航天、机械制造、建筑、工业等诸多领域当中,3D打印机都得到了良好的应用,甚至在一些工艺品制造、精密器械设计等方面,3D打印机也发挥出了十分良好的应用效果。

具体来说,3D打印机能够直接打印出金属铸件的模型、图案、插件。在医疗方面,利用患者自身的细胞,3D生物打印机能够利用一层层的生物构造块,对真正的活体组织进行制造,打印出软骨组织、骨骼、皮肤等。在曲面异型建筑当中,利用3D打印机,能够迅速的制作出很多精密构件的准确模型,从而极大的提高了建筑模型制作水平。只要提供充足的参数,3D打印机还能够制造出一栋完整的建筑物[2]。对于地理空间方面的GIS数据,可以利用3D打印机进行转换,从而形成城市沙盘或景观模型。此外,3D打印机能够有效的融合抽象概念与现实世界,将很多想象中的物体转变为真实存在的立体模型。利用三维数据、三维动画、电子游戏等方面的设计要求,能够将想象中的形象和物体打印出来,使之转变为真实存在的物体。

三、3D打印机的发展

在日常生活中,3D打印机具有十分良好的发展前景。其中,医疗领域是一个十分重要的领域。利用3D生物打印机,能够针对不同人体打印出各种器官,例如肌肉、皮肤等简单的活体组织器官。而在未来的发展中,更加复杂的身体器官,诸如心脏、肝脏、肾脏等,也很有可能通过3D打印机实现[3]。利用3D打印机还能够打印出各种精细的工件,例如,我们公司―广州市想现电子科技有限公司(3Dgreat)制造出一系列的FDM,DLP等各种工业级的3D打印机,人们只要把三维立体图形数据经过切片软件读取后连接到打印机中,就能够打印出任何自己想要的形状。在教育教学当中,3D打印机也正在发挥着越来越大的作用。教师在教学当中,利用3D打印技术的演示教学,能够极大的提升和开发学生的创造力。同时,在历史、科学等课程教学当中,可以利用3D打印机制作一些文物、化石等模型向学生进行展示。在生物、医学等专业教学中,还可以利用3D打印机打印出分子、蛋白质等模型,可从而让学生更加直观的学习和掌握知识。

科技领域是3D打印机未来发展中的一个主要方向。例如,在2014年,国际制造技术展览会上曾经展出了一辆3D打印汽车,该车的整个车身、机器、零部件等都是利用3D打印机实现的,并且能够正常的驾驶和运行。利用一种新型的3D打印机,目前已经能够打印出飞机引擎等先进的设备,该技术对于飞机制造成本的降低,以及飞机运行燃油的节省都有着很大的意义[4]。利用3D打印机,还能够打印出飞机上很多精密的零件。而在打印过程中,可以采用很多性能材质良好的轻金属,因而使打印出的零件能够直接应用在飞机制造当中。在动漫艺术领域,3D打印机的发展前景也十分广阔,例如,在迪斯尼大型动画电影《超能陆战队》当中,就大量的应用了3D扫描、3D打印等技术。而在《通灵男孩诺曼》当中,对于角色任务的面部表情,也是通过3D打印技术实现的。

结论:3D打印技术作为当前社会中一种新兴的技术,具有很多方面的优势和特点。在很多不同的领域当中,3D打印机都能够进行良好的应用,并且在众多实践当中都取得了较为理想的效果。通过3D打印机,能够实现很多传统工艺无法实现的技术。因此,在未来的发展中,3D打印机在生活、艺术、医疗、科技等领域当中,都具有十分广阔的发展前景。

参考文献

[1] 郭振华,王清君,郭应焕.3D打印技术与社会制造[J].宝鸡文理学院学报(自然科学版),2013,04:64-70.

[2] 彭波,郑海忠,李淑贤,梁龙,韩宇,詹福南.浅析3D打印机常见问题[J]. 黑龙江科技信息,2015,16:153-154.

[3] 朱艳华,王少伟,肖薇.3D 打印机领域中国专利申请状况分析[J].中国发明与专利,2013,06:17-20.

[4] 刘翠,胡小强,蒋逸皇.3D打印技术及其在职业教育领域中的应用[J]. 电子制作,2014,06:90-91.

3d打印技术论文的引言篇二

3D打印技术的发展前景

摘 要:3D打印技术是加工制造业的一种创新技术,同时也是快速成型技术飞速发展的代表产物,它是一种先利用计算机进行3D建模,进而构建模型文件,运用金属材料或陶瓷材料等可用于3D打印的特殊材料,将3D模型文件分区分层,再将该文件划分成截面,最后利用3D打印设备进行打印出成品的过程。3D打印技术在汽车、航空航天、建筑业、医学专业以及其他领域的应用价值都是十分广泛的。

关键词:3D打印技术;打印过程;切片处理

1 3D打印技术过程

3D 打印技术是国内称之为快速成形的一种先进制造方法。日常生活中最为常见的打印方式为普通的平面打印技术,然而3D打印设备与普通打印设备的工作方式大体相似,与普通打印设备不同的是三维打印设备内装有石蜡、金属、高分子材料、砂等不同的“原材料”如图1所示,利用三维打印机的“大脑”(计算机)控制作用,能将“打印材料”一层一层进行打印,最后将三维建转化成真实成品。因与普通打印机的工作原理及喷墨打印工作方式相似,因而得名 “3D打印机”[1]。这项打印技术称为3D立体打印技术。

3D打印过程中具有诸多不尽相同的相关的技术。它们之间的区别在于所用的打印原材料的种类及打印方式,同时在分层和对截面构建过程中以不同的方式创建部件。3D打印过程中所用的原材料通常是较易获得的材料,例如常用原材料有金属、陶瓷、塑料、砂等材料[2]。如图1所示。

三维造型软件同3D打印设备之间互相兼容的文件格式是“STL”为后缀格式。一个相应打印的文件用三角面来近似模拟物体的表面。三角面的面积越小打印后的产品表面的加工精度越高[3]。

切片处理是3D打印设备利用识别计算机模型的数据,用3D打印材料如金属、陶瓷、塑料、砂等将数据信息分层地打印出来,然后将分层打印出来的片体用不用的形式粘结在一起,最后形成产品。

打印设备打印出的片体高度和平面方向内的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米来计算的。三维打印设备在平面方向打印的分辨率能跟常见的激光打印机的分辨率相近。利用三维打印设备打印出来的“水滴”的半径可以为0.03至0.05毫米[4]。同时加工时间还跟产品的尺寸大小和精度要求的高低有关。如果采用3D打印设备就能将时间大大缩短,也跟3D打印设备的打印精度、产品的大小和精度要求而定的。

对于加工精度要求较高的产品,如果打印的分辨率不够,将不能满足精度要求,可以通过以下的方法提高产品的加工精度:打印产品时,可以首先将产品打印的大一些,留有一定的精加工余量,然后通过打磨或者光整获得满足精度要求的产品[5]。

2 3D打印国内发展状况

3D打印技术实在上个世纪90年代开始在国内发展起来的一种新型的制造技术,从3D打印机到打印材料研究与开发,以及3D 打印在航天、汽车行业发展前景广阔[6]。目前,3D打印技术在原材料的节约、节约能源等特点与我国“十三五发展的战略”高度一致。

2.1 科研机构的研究

科技研究单位和高等学校对3D技术的研究较多,所取得的成果也很骄人,清华大学是国内最早对技术对3D技术开始研究的,在三维打印技术的科学研究不断发展进程中,最先以理论研究为契机,然后考虑原料的特点、工艺特点及三维打印技术的实际应用进行研究。清华大学的研究成果是用LOM工艺用纸,较理想的解决了FDM工艺用蜡和ABS丝材的材料有机结合,同时研发出了制造该材料的工艺设备[7]。华中理工大学,在20世纪90年代跟新加坡KIN

ERGY公司共同研发,研制出基于LOM快速成型技术的Zippy系列快速成形系统,同时,为该体系建立起了新的指标加工工艺[8]。

2.2 应用方面

3D 打印技术的发展的市场广阔,国内许多相关产业公司之间已经合作共同研发,为3D产业的发展奠定了坚实的基础,同时也为三维设备的开发提供了雄厚的技术支持。依据对我国三维打印产业的具体调研可以分为三大类:第一类是主要以开发三维打印材料为主的研究公司,第二类是主要以研发三维打印设备和销售的公司,第三类主要以销售三维打印设备和服务的公司。

3 3D打印国外发展前景

20世纪80年代,麻省理工学院荣获了3D印刷技术专利。1995年,美国ZCorp公司获得唯一授权并开发三维打印机。2005年,ZCorp公司发明第一台高分辨率多色三维打印机。2010年11月,世界上第一辆利用3D打印技术开发的汽车成功制造完成。同年,全球第一架3D打印的飞机问世。2012年3D打印机打印出人造肝脏组织。

3D打印技术是加工制造行业划时代的标志,大力发展3D打印技术,必将加快未来“全民设计”的步伐,带动工业、生活、经济的快速制造行业发展。

参考文献

[1]胡迪・利普森,梅尔芭库曼.3D打印:从想象到现实[M].北京:中信出版社,2013(6).

[2]吴怀宇.打印:三维智能数字化创造[M].北京:电子工业出版社,2014(7).

[3]伊万斯,程晨.解析3D打印机:打印机的科学与艺术[M].北京:机械工业出版社,2014(4).

[4]李佳桂.金属粉末选择性激光熔化成形模拟及试验研究[D].华中科技大学,2007(5).

[5]刘晓辉.快速成型技术发展综述[J].农业装备与车辆工程,2008(2):10-14.

[6]颜永年,张人佶,林峰.激光快速成形技术的新进展[J].新技术与新工艺,2006(9):7-9.

[7]颜永年,张人佶.21世纪的重要先进制造技术-快速原型技术[J].快速原型制造,2001(2):68-71.

[8]贾文鹏,汤慧萍,贺卫卫,等.电子束快速成形研究进展及关键问题分析[J].电加工与模具,2010(2):41-44.