3D打印机的原理与前途详解

时间:2020-09-21 12:11:01 3D效果图 我要投稿

3D打印机的原理与前途详解

  什么是3D打印机?3D打印机的原理是什么?相信最近关注科技方面动态的人或多或少的会有这样的问题。伴随着进一步的了解,3D打印机的功能如此之强大产生惊讶,以至于让我们产生3D打印机可能会代替各种机床成为未来制造业的主力军的观点。小编在此就带您一起了解这个前卫而又新奇的设备。

  3D打印机(三维打印机)是快速原型制造技术的具体运用,而快速原型制造技术(RAPIDPROTOTYPING,简称RP或RAPIDPROTOTYPINGMANUFACTUREING,简称RPM)是九十年代发展起来的一项先进制造技术,是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。并不是像我们经常性见到的打印机把电脑上的图片、文字等打印在一张纸上,只不过3D打印机打印出来的是三维的图形。事实是,3D打印机打印出来的东西不仅仅是三维的,3D打印机打印出来的东西是可以使用的。

  3D打印机技术在原理上并不复杂。与传统制造业在材料上做减法不同,它奉行的是加法守则。要打印一个东西,你首先要有一张3D立体图,配套的软件会把这张图上的物体进行一系列数字切片,并将切片信息传送到打印机,打印喷头立刻启动,根据切片信息,一层层极薄地堆叠出立体物件。

  虽然,相比较传统的方法,3D打印机节约了很多时间。比如,汽车零部件制造商或齿科医生在完成一个产品设计时,往往需要用一台3D打印机在几个小时内打印出其设计的产品,反复修改后再投入到规模化的生产线制造,这种样品制作方式相比传统的'模型制作极大地节约了时间和材料成本。

  但是由于受到耗材的限制,3D打印最初的应用主要局限在样品制作。所以3D打印机未来关键的突破还是要看耗材的发展如何。

  不过相关的科技一直都在进步,尤其是最近两年。

  2010年,《时代周刊》把打印器官列为年度的的50大发明。相关技术正由圣地亚哥的Organovo公司不断在改进。现在他们已经能打印出了血管、牙齿,并且希望在未来几年中打印出更加复杂的组织,直到能够打印出完整的人体器官。起创始人密苏里大学教授GaborForgacs甚至宣称:“五到十年之内,就会有一个巨大的突破。”

  2011年,钛合金和不锈钢材料的使用,使波音公司开始用这种技术直接打印飞机机翼,当然这种打印机的体型和价格都在另一个层级上。

  2012年,美国弗吉尼亚大学工程系研究人员最新制造了一架3D打印无人飞机,巡航时速可达到45英里。

  当然3D打印机打印出的汽车也不甘落后。英国《每日邮报》9月23日报道称,世界上第一辆“打印汽车”日前在加拿大亮相,其耐用又环保时尚的特点令许多传统汽车都相形见绌。这辆3D“打印汽车”名叫Urbee,是一辆三轮、双座混合动力车。它使用电池和汽油作为动力。虽然单缸发动机制动功率只有8马力,但由于其小巧轻便,最高时速可达112公里。

  随着可供打印使用的耗材的不断拓展,3D打印也逐渐制作出成品也会越来越多。

  至于3D打印机多少钱?有没有进入家庭的可能?目前的情况,由于技术和成本的限制,目前的3D打印机都是价格过高,而且体型偏大。并不适合家庭的使用,当然未来随着技术的进步,3D打印机进入家庭也未尝可知。

  所谓3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备,功能上与激光成型技术一样,采用分层加工、迭加成形,即通过逐层增加材料来生成3D实体,与传统的去除材料加工技术完全不同。

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