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3D打印技术的原理是什么?目前3D打印技术的发展前景如何?

2019-07-11 贸商网
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  【贸商网 行业资讯】


什么是3D打印技术?

3D打印技术是快速成形技术的一种,它是将计算机设计出的三维数字模型分解成若干层平面切片,然后由3D打印机把粉末状、液状或丝状塑料、金属、陶瓷或砂等可粘合材料按切片图形逐层叠加,最终堆积成完整物体的技术。该技术综合了数字建模技术、信息技术、机电控制技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识,是一种具有很高科技含量的综合性应用技术。

3D打印技术可以实现大规模的个性化生产,可以制造出传统生产技术无法制造出的外形。并且可以实现首件的净型成形,大大减小了后期的辅助加工量,避免了委外加工的数据泄密和时间跨度。另外,由于其制造准备和数据转换的时间大幅减少,使得单件试制、小批量生产的周期和成本降低,特别适合新产品的开发和单件小批量零件的生产。这些优势使3D打印成为一种潮流,目前已在建筑、工业设计、珠宝、鞋类、模型制造、汽车、航空航天、医疗、教育、地理信息系统等诸多领域都得到了广泛的应用。

3D打印技术的原理是什么?

3D打印技术是以计算机三维设计模型为蓝本,用软件将其离散分解成若干层平面切片,然后由数控成型系统利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末状、液状或丝状金属、陶瓷、塑料、细胞组织等材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品。3D打印机是3D打印的核心装备,它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统,主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。与传统制造业的“减材制造技术”相反,3D打印遵从的是加法原则,即“逐层叠加”原则,不再需要传统的刀具、夹具和机床,能实现设计制造一体化,从而大幅降低了生产成本和缩短了加工周期,提高了原材料和能源的利用率,减少了对环境的影响,并且能实现复杂结构产品的设计制造,成型产品的密度也更加均匀。

目前3D打印技术的发展前景如何?

3D打印技术最早可追溯至1984年,世界上第一台3D打印机诞生于1986年,引起关注和商业化应用开发则是近几年的事。美国政府已将人工智能、3D打印、机器人作为重振美国制造业的三大支柱,其中3D打印是第一个得到政府扶持的产业。我国工信部也正在组织研究制定3D打印技术路线图、中长期发展战略、3D打印技术规范和标准,以及3D打印产业发展的专项财税政策。目前,华中科技大学史玉升科研团队经过十多年的努力,已研发出全球最大的“3D打印机”,这一“3D打印机”可加工零件长宽最大尺寸均达到1.2米。与此同时,民用3D打印机市场也在快速崛起,3D打印机制造厂商也在不断增多。

目前,3D打印技术主要应用于工业企业新产品设计、试制及快速打印成形;个性化产品设计及快速打印制造;模型制造;医疗行业;建筑业;汽车制造业;航空航天;食品产业;教育科研;军事等行业中。从长远看,这项技术应用范围之广将超乎想象,最终将给人们的生产和生活方式带来颠覆式的改变。但由于受制于材料、成本、打印速度、制造精度等多方面因素,这项技术并不能完全取代传统的减材制造法并实现大规模工业化生产,未来相当长的一段时间内两种生产方式将并存、互补。


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