光的時代
3D打印技術(shù)簡介
3D打印,即快速成型技術(shù)的一種,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。
3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型,后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造,已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。 3D打印技術(shù)歷史發(fā)展 3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期,實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同,打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”,與電腦連接后,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。這打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。 1986年,Charles Hull開發(fā)了第一臺商業(yè)3D印刷機(jī)。 1993年,麻省理工學(xué)院獲3D印刷技術(shù)專利。 1995年,美國ZCorp公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機(jī)。 2005年,市場上首個高清晰彩色3D打印機(jī)Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。 2010年11月,世界上第一輛由3D打印機(jī)打印而成的汽車Urbee問世。 2011年6月6日,發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼。 2011年7月,英國研究人員開發(fā)出世界上第一臺3D巧克力打印機(jī)。 2011年8月,南安普敦大學(xué)的工程師們開發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機(jī)。 2012年11月,蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次用3D打印機(jī)打印出人造肝臟組織。 2013年10月,全球首次成功拍賣一款名為“ONO之神”的3D打印藝術(shù)品。 2013年11月,美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司“固體概念”(SolidConcepts)設(shè)計(jì)制造出3D打印金屬手槍。 3D打印技術(shù)的原理 日常生活中使用的普通打印機(jī)可以打印電腦設(shè)計(jì)的平面物品,而所謂的3D打印機(jī)與普通打印機(jī)工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,普通打印機(jī)的打印材料是墨水和紙張,而3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是實(shí)實(shí)在在的原材料,打印機(jī)與電腦連接后,通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。通俗地說,3D打印機(jī)是可以“打印”出真實(shí)的3D物體的一種設(shè)備,比如打印一個機(jī)器人、打印玩具車,打印各種模型,甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機(jī)”是參照了普通打印機(jī)的技術(shù)原理,因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^程與噴墨打印十分相似。這項(xiàng)打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。 3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式,并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。 3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 2014年7月1日,美國海軍試驗(yàn)了利用3D打印等先進(jìn)制造技術(shù)快速制造艦艇零件,希望借此提升執(zhí)行任務(wù)速度并降低成本。 2014年6月24日至6月26日,美海軍在作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)活動中舉辦了第一屆制匯節(jié),開展了一系列“打印艦艇”研討會,并在此期間向水手及其他相關(guān)人員介紹了3D打印及增材制造技術(shù)。 美國海軍致力于未來在這方面培訓(xùn)水手。采用3D打印及其他先進(jìn)制造方法,能夠顯著提升執(zhí)行任務(wù)速度及預(yù)備狀態(tài),降低成本,避免從世界各地采購艦船配件。 美國海軍作戰(zhàn)艦隊(duì)后勤科副科長Phil Cullom表示,考慮到成本及海軍后勤及供應(yīng)鏈現(xiàn)存的漏洞,以及現(xiàn)在面臨的資源約束,先進(jìn)制造與3D打印的應(yīng)用越來越廣,他們設(shè)想了一個由技術(shù)嫻熟的水手支持的先進(jìn)制造商的全球網(wǎng)絡(luò),找出問題并制造產(chǎn)品。 |
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