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3d打印原理

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为

3D打印汽车Urbee

3D立体打印技术。
1986年,美国科学家Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。
1993年,麻省理工学院获3D印刷技术专利。
1995年,美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。
2005年,市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。
2010年11月,美国Jim Kor团队打造出世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。 [4]
2011年6月6日,发布了全球第一款3D打印的比基尼。
打造3D打印汽车的Jim Kor团队成员
打造3D打印汽车的Jim Kor团队成员 [5]
2011年7月,英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。
2011年8月,南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。
2012年11月,苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。 [6]
2013年10月,全球首次成功拍卖一款名为“ONO之神”的3D打印艺术品。
2013年11月,美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造出3D打印金属手枪。 [7]
2018年8月1日起,3D打印枪支将在美国合法,3D打印手枪的设计图也将可以在互联网上自由下载。 [8]
2018年12月10日,俄罗斯宇航员利用国际空间站上的3D生物打印机,设法在零重力下打印出了实验鼠的甲状腺。 [9]
2019年1月14日,美国加州大学圣迭戈分校在《自然·医学》杂志发表论文,首次利用快速3D打印技术,制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架,在装载神经干细胞后被植入脊髓严重受损的大鼠脊柱内,成功帮助大鼠恢复了运动功能。该支架模仿中枢神经系统结构设计,呈圆形,厚度仅有两毫米,支架中间为H型结构,周围则是数十个直径200微米左右的微小通道,用于引导植入的神经干细胞和轴突沿着脊髓损伤部位生长。

3D打印的缺点:打印一个工件需要很长时间;普通人不能直接操作;无法打印彩色物体;复杂的模型打印效果不好。不过,虽然它有很多缺点,但是优势还是挺多的。制造快速、CAD/CAM技术的集成、完全再现三维数据、成型材料种类繁多、创造显著的经济效益。

3D打印(3D printing),它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。简单来说,可以分为以下几类:

1.FDM——熔融沉积,主要材料PLA和ABS,线材之类

2.SLA——光敏树脂选择性固化,主要材料光敏树脂

3.SLS——粉末材料选择性激光烧结,主要材料粉末材料

4.SLM——选择性激光熔化,主要材料粉末材料

5.3DP——3D喷射打印,三维粉末粘接,主要材料粉末材料,如金属粉末、陶瓷粉末、塑料粉末

常见的为FDM的3D打印机,这种制作成本相对较少,耗材也相对便宜。

FDM打印机其实也有很多类型的,分类方法繁多。

1.普通打印机(单头)——对于DIY玩家来说,这种打印机他们经常使用。

2.双头打印机(有固定在一起的和相互独立的)

3.多进多出的打印机

这里,我就以FDM3D打印机为例,简单讲解一下它的工作流程。

1.首先,得建立一个三维模型,如STL格式的文件,也可以网上下载。

2.切片软件处理,把模型导入切片软件,设置通常的参数,然后切片并生成gcode文件。

3.把gcode文件放入3D打印机,3D打印机解析此文件,开始工作。

使用一台3D打印机,牵涉到几个知识,一是打印机的基本操作方法,如调平等注意事项;二是软件的使用,如建模软件和切片软件。如果要二次开发的话,要熟悉切片软件和3D打印机控制系统,还要拆装打印机以及电路方面的知识。

3D打印应用领域很广,如海军舰艇、航天科技、医学领域、房屋建筑、汽车行业、电子行业。生活中常用于教育、玩偶、建筑、个性制品以及模具样品等。3D打印限制因素很多,在未来的发展中,3D打印肯定要突破原有的技术,不断改进,推动着科技发展,为工业、生活带来便利。

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