第一章 關於3D打印(1 / 3)

綜合上述內容我們可以看出,所謂3D打印(3D Printing),是以計算機三維設計模型為藍本,通過軟件分層離散和數控成型係統,利用激光束、電子束等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結,最終疊加成型,製造出實體產品。與傳統製造業通過模具、車銑等機械加工方式對原材料進行定型、切削以最終生產成品不同,3D打印將三維實體變為若幹個二維平麵,通過對材料處理並逐層疊加進行生產,大大降低了製造的複雜度。

與蓋樓一樣,3D打印也是從地基建起,通過打印材料的層層疊加,最終形成一個完整的立體物品。比方說,打印一個乒乓球,先用材料打出球體最底下的一個點,然後打出層層小圈疊加其上,這些密切聯係的點和圓圈疊加在一起就成為一個乒乓球。

3D打印機就是可以“打印”出真實物體的一種裝備,功能上與激光成形技術一樣,而與傳統的去除材料加工技術完全不同。

3D打印技術的產生

3D打印技術是最近30年來世界製造技術領域的一次重大突破,是機械工程(精密製造)、計算機技術(軟件開發)、數控技術、材料科學等多學科技術的集成,它能夠依據數學幾何模型的設計,迅速、自動地打印出具有一定結構和功能的原型或零部件產品。

這種技術現在看來很“新”,但它並不是科技的新兵。3D打印技術在工業和大眾消費領域的運用早在20多年前就已經開始,隻是應用麵比較少,應用渠道沒有打開,一直沒有引起社會的廣泛關注,不過,3D打印在一些科研領域的應用卻可以追溯到上個世紀。

3D打印技術誕生於20世紀80年代中後期,由美國麻省理工學院最早發明這項技術,後來將這項技術轉讓給一家公司。雖然麻省理工學院自身在產業化方麵並沒有建樹,但基於它對這項技術的科研貢獻,麻省理工學院還是被業界認為是3D打印的真正“鼻祖”。

將3D打印技術最早商用的是美國斯川塔斯(Stratasys)公司,其在1992年賣出了第一台商用3D打印機。這項技術應用計算機軟件,設計出三維立體的加工樣式,然後通過3D打印機,用液化、粉末化、絲化的固體材料逐層“打印”出立體的產品。

在當時,這種技術的商業應用雖然很少,但已具雛形,其後的商業應用和這個商用項目相比,屬於萬變不離其宗。

在3D打印技術應用之前,和3D打印相關的還有3D印刷術。Charles Hull早在1984年就開發出從數字數據打印出3D物體的技術,並在1986年開發出全世界第一台商業3D印刷機。隨後在整個90年代不斷完善了其基本技術和規範,並在21世紀投入了應用。

綜合上述內容我們可以看出,所謂3D打印(3D Printing),是以計算機三維設計模型為藍本,通過軟件分層離散和數控成型係統,利用激光束、電子束等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結,最終疊加成型,製造出實體產品。與傳統製造業通過模具、車銑等機械加工方式對原材料進行定型、切削以最終生產成品不同,3D打印將三維實體變為若幹個二維平麵,通過對材料處理並逐層疊加進行生產,大大降低了製造的複雜度。

與蓋樓一樣,3D打印也是從地基建起,通過打印材料的層層疊加,最終形成一個完整的立體物品。比方說,打印一個乒乓球,先用材料打出球體最底下的一個點,然後打出層層小圈疊加其上,這些密切聯係的點和圓圈疊加在一起就成為一個乒乓球。

3D打印機就是可以“打印”出真實物體的一種裝備,功能上與激光成形技術一樣,而與傳統的去除材料加工技術完全不同。

3D打印技術的產生

3D打印技術是最近30年來世界製造技術領域的一次重大突破,是機械工程(精密製造)、計算機技術(軟件開發)、數控技術、材料科學等多學科技術的集成,它能夠依據數學幾何模型的設計,迅速、自動地打印出具有一定結構和功能的原型或零部件產品。

這種技術現在看來很“新”,但它並不是科技的新兵。3D打印技術在工業和大眾消費領域的運用早在20多年前就已經開始,隻是應用麵比較少,應用渠道沒有打開,一直沒有引起社會的廣泛關注,不過,3D打印在一些科研領域的應用卻可以追溯到上個世紀。

3D打印技術誕生於20世紀80年代中後期,由美國麻省理工學院最早發明這項技術,後來將這項技術轉讓給一家公司。雖然麻省理工學院自身在產業化方麵並沒有建樹,但基於它對這項技術的科研貢獻,麻省理工學院還是被業界認為是3D打印的真正“鼻祖”。

將3D打印技術最早商用的是美國斯川塔斯(Stratasys)公司,其在1992年賣出了第一台商用3D打印機。這項技術應用計算機軟件,設計出三維立體的加工樣式,然後通過3D打印機,用液化、粉末化、絲化的固體材料逐層“打印”出立體的產品。

在當時,這種技術的商業應用雖然很少,但已具雛形,其後的商業應用和這個商用項目相比,屬於萬變不離其宗。

在3D打印技術應用之前,和3D打印相關的還有3D印刷術。Charles Hull早在1984年就開發出從數字數據打印出3D物體的技術,並在1986年開發出全世界第一台商業3D印刷機。隨後在整個90年代不斷完善了其基本技術和規範,並在21世紀投入了應用。

此外,還有基於3D打印技術的快速成型機。成立於1990年的美國Stratasys公司率先推出了基於FDM(熔融擠出成型)技術的快速成型機,並很快發布了基於FDM的Dimension係列3D打印機。由於FDM技術有其得天獨厚的優勢,適合汽車、家電、電動工具、機械加工、精密鑄造及工藝品製作等領域使用,因此Stratasys公司的FDM快速成型機目前在全球RP(Rapid Prototyping,簡稱RP,即快速成型)市場已占有近半的比例。