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3D打印技术打印技术 内容简介:发明历程、发展过程 工作原理 技术特性、优点 应用领域 发展前景、未来趋势 待解决问题发明历程 3D打印机是一位意大利名为恩里科迪尼的发明家设计的一种神奇的打印机。为了测试这台大型打印机,恩里科迪尼为诺曼福斯特公司在阿布扎比建造的全球首个绿色乌托邦“马斯达尔城”,打印了一部分建筑的骨架外墙,结果证明完全可行。现在,他正与诺曼福斯特建筑设计公司以及阿尔塔太空公司合作,研究设计一种可以使用月球尘埃打印的3D打印机,届时可以在月球上快速建造人类基地。恩里科迪尼(Enrico Dini)发展过程20世纪初期 3D打印源自100多年前美国研究的照相雕塑和地貌成形技术,上世纪80年代已有雏形,其学名为“快速成型”。20世纪80年代 在20世纪80年代中期,SLS被在美国德州大学奥斯汀分校的卡尔Deckard博士开发出来并获得专利。20世纪末期 1995年,麻省理工创造了“三维打印”一词,当时的毕业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机的方案,变为把约束溶剂挤压到粉末床的解决方案,而不是把墨水挤压在纸张上的方案。工作原理3D模型特殊的胶水一系列数字文件切片原材料打印过程计算机建模软件建模数据传到打印机并设置参数用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来将各层截面以各种方式粘合起来截面厚度约为100um,原材料的颗粒为50100um3D打印机工作示意图提高原材料和能源的使用效率,大大节省工业样品制作时间成本较高弯曲的面会比较粗糙(打出稍大一点的物体,再稍微经过表面打磨即可)大幅降低生产成本,减少对环境的影响,几乎可打造任何形状的模型技术特性,优点每种技术都有各自的优缺点,因而一些公司会提供多种打印机以供选择。一般来说,主要的考虑因素是:打印的速度和成本,三维打印机的价格,物体原型的成本,材料以及色彩的选择和成本。可以直接打印金属的打印机价格昂贵,有时候人们会先使用普通的三维打印机来制作模具,然后用这些模具制作金属部件。医疗行业可以在手术中现场利用打印设备打印出各种尺寸的骨骼用于临床使用文物保护博物馆里常常会用很多复杂的替代品来保护原始作品不受环境或意外事件的伤害建筑业、制造业工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的建筑模型,这种方法快速、成本低、环保,同时制作精美食品业在不久的将来,很多看起来一模一样的食品就是用食品3D打印机“打印”出来的。可以在航天事业中应用应用领域医疗 很有可能将有一天我们能够用3D打印机制造出像血管、肾脏、肝脏甚至心脏这样的大型人体器官。如果生物打印机能够使用病人自身的干细胞,那么器官移植后的排异反应将会减少。发展前景纳米级别微型3D打印机 能制作纳米级别的微型结构,以最高的分辨率,快速的打印宽度,打印出不超过人类头发直径的三维物体。家用3D打印机人们所想象出的任何形状,都能通过它变成现实,从而实现“个性化制造”。待解决问题1、价格因素大多数桌面级3D打印机的售价在2万元人民币左右,一些国内的仿制品价格可以低到6000元。但是据3D打印机代理商透露,国产的3D打印机虽然价格低,但质量很难保障。2、原材料3D打印不是一项高深艰难的技术。它与普通打印的区别就在于打印材料。材料的价格便宜的几百元一公斤,最贵的要四万元左右。3、社会风险成本如同核反应既能发电,又能破坏一样。如果什么都能彻底复制,也很恐惧。4.整个行业没有标准,研发成本和供货风险都很大,难以形成产业链。3D打印技术v3D打印技术是一种新的打印技术,也可以称为新型产品制造技术,可以直接打印出电脑设计的 3D立体物品。v它的学术名称为快速成型技术、增材制造技术,是一种不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状,根据零件或物体的三维模型数据,通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术。v3D打印是把某个东西“切“成无数叠加的片,然后一片一片的打印,叠加到一起,成为一个立体物体。因此3D打印更像是一个产品制造机器,未来应用前景广泛。3D打印技术-应用v3D打印机的应用对象可以是任何行业,只要这些行业需要模型和原型。3D打印的实用价值正在各个领域逐渐被认可,工业设计、建模、艺术品、建筑、汽车、医疗.v美国科学家已经研发出了能打印皮肤、软骨、骨头和身体其他器官的三维“生物打印机”。v目前全球最先进的3D打印机,已可以用激光烧结直接制造复杂的朔料、金属和合金元件。首款“3D打印小型无人驾驶飞机”SULSA全球首辆3D打印环保汽车,代号为Urbee。世界上第一辆3D打印 赛车“阿里翁”或许以后餐桌上的肉都将是或许以后餐桌上的肉都将是3D打印的产物打印的产物科幻即将成为现实 v在1997年的一部名为星河战队的好莱坞科幻影片中,那位大腿受伤的上尉直接将组织细胞打印到人体中,使其迅速补上缺损的肌肉和神经组织,加速伤口愈合。v“3生物打印机”的问世使这种在科幻电影中只有23世纪才有的技术,很可能会提前200年实现。3D打印概念股v3D打印技术在美国已经产业化,目前全球有两家3D打印机制造巨头,分别Stratasys和3D Systems,均在美国纳斯达克上市。v随着3D打印技术的广泛应用,相关3D打印概念股也应运而生。3D打印概念股受益名单打印概念股受益名单 3D成型打印为结构工程学建造创建逼真的三维实体模型程序序列v印刷的 3D立体是什么?v谁在 AEC 使用 Z 公司打印机v为什么在 AEC 的使用 Z 公司 3D立体打印机v什么 3D成型打印模型被用v营业机会为 3DP 在 AECv摘要3D立体电脑辅助设计文件立体电脑辅助设计文件一台 3D立体打印机是 3D立体电脑辅助设计数据的一个输出设备3D立体打印机立体打印机3D立体模型立体模型3D成型打印机的工作原理Spread Layer of PowderPrint Cross-Section12Spread Layer of Powder3 软件软件 毛片毛片 电脑辅助设计进入数以千计的薄的层之内锉电脑辅助设计进入数以千计的薄的层之内锉 实质套式被建造一次一个层实质套式被建造一次一个层 喷墨式印字头存放黏结剂进入粉末产生层喷墨式印字头存放黏结剂进入粉末产生层3D成型打印和传统的模型比较发展的因素传统的泡沫板模型3D成型打印模型传统的样板发展的因素是对 真正的工作 的一个故障传统的样板制造的方法:慢且昂贵。每个模型独特且不易再生;错误不联接到电脑辅助设计几何学。”因为我们需要做模型,所以在用户端见到它之前,我们需要完成数天或者数个星期的 X 数目的设计。”结构工程学建造的 Z 公司 3D成型打印(AEC)v使用 3D成型打印制作已完成设计部分的模型:v早的观念使模型集合v都市风景v阴影学习结构工程学建造的 Z 公司 3D成型打印(AEC)v使用 3D成型打印了作为设计的一部份程序的模型:v局部代理的公众复习v设计者和用户端的内部复习结构工程学建造的 Z 公司 3D成型打印(AEC)v使用 3D成型打印了作为设计的一部份程序的模型:v计划模型(举例来说位置模型与许多建筑物)3D立体的受益印刷了模型v花费时间沟通得胜的观念被减少v设计变化能被做直到最后一刻v Z 公司 3D立体模型容易地而且廉宜地被复制v拷贝能在各种不同的锈皮被做。v样板的建筑物在一个计划时间期限不是一个里程碑。v模型能在设计的任何相位被印刷。加速而且提高模型建筑物v高精度,充足的彩色 3D成型打印能被和其他的最后技术结合达成特定的最后加工性质目的v 3D立体打印传统说明模型的第二面v在一个都市风景中的另外建筑物加速而且提高模型建筑物v股份有限公司位置发育,概观而且计划模型v来自 GIS 数据的风景和设定v空中照相设计研究和反复v具决定性机械要素的设计研究v与高精度细目和表面光制沟通顾客通信v设计审查程序的用户端的沟通套式的迅速生产v容易地产生插入物细目模型Z 公司 3D成型打印互补 BIM 软件(建筑物信息靠模切)vBIM 提供 3D立体概念上的靠模切和设计工具给 AECv容易地是被印刷的 3D立体的 BIM 软件产量数据v 3D成型打印联接建筑的设计程序的设计和实质套式补充又 3D立体能够的软件:Autodesk:建筑的桌上型电脑、Revit、市民的 3D立体,3D立体工作场所 Bentley Triforma FormZ Sketchup犀牛 Archicad主要的造物主其他机会v产生新又高的边界,收益来源v介绍一个新的技术做模型商店v建立一个样板产品的新种类(只有 3DP 能实现)v发生端顾客 3DP 模型的需量文件制剂服务v提供服务产生来自多个来源类型的 3D立体打印机就绪的文件v将纸制图和草图转换成 3D立体版文件v将 2D 电脑辅助设计文件转换成 3D立体版文件v 3D立体打印机准备好的 3D立体电脑辅助设计或 GIS 文件的制剂v罐子自己动手做或使用第三个宴会服务v软件用工具工作自己动手做可以使用的v对在线服务的介绍为 3D立体准备好定价v我为 3DP 模型要价多少?v地区的市场变更可能决定边界v作价可能是数值基础的或者计时材料高扬v 3DP 材料成本计算器v容易的使用在线成本计算器v我为文件制剂服务要价多少?v自己动手做为较高的边界v使用第三个宴会服务而且作记号增加高性质又完成的说明模型v3D成型打印使高的性质的迅速制造,被详细说明,说明模型能够v充足的彩色模型加通信动力和顾客冲击的额外的尺寸v能被和其他的机械要素结合达成需要效果v容易地,很快地而且廉宜地做副本优点的摘要v证明科技v新的收益来源用高的边界v介绍一个新的技术做模型商店v建立一个样板产品的新种类(只有 3DP 能实现)v发生端顾客 3DP 模型的需量v来自 Z 公司的在线资源Think you
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