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3D新聞

前沿|從一維到三維,3D打印強(qiáng)在哪兒?

星之球科技 來(lái)源:中國(guó)科普網(wǎng)2021-02-28 我要評(píng)論(0 )   

3D打印最早被稱為“快速成型”“增材制造”,是一種制造方式,以三維模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用不同的打印技術(shù),使特定的材料通過(guò)逐層堆疊、疊加的方式來(lái)制造物體的技術(shù)。3D...

3D打印最早被稱為“快速成型”“增材制造”,是一種制造方式,以三維模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用不同的打印技術(shù),使特定的材料通過(guò)逐層堆疊、疊加的方式來(lái)制造物體的技術(shù)。3D是英文“three-dimensional”的縮寫,意思就是維度,3D就是3個(gè)維度的意思。

我們平時(shí)用的打印機(jī)就是一個(gè)二維打印機(jī),打印頭來(lái)回移動(dòng)是一維,紙張前后移動(dòng)填充畫面是二維,這其實(shí)是X軸和Y軸兩個(gè)維度的移動(dòng),3D打印增加了一個(gè)向上維度即Z軸,這樣就能打印出一個(gè)立體模型,打印材料也由墨水變成了ABS塑料、PLA塑料、光敏樹(shù)脂、金屬粉末等3D打印材料。3D打印技術(shù)本質(zhì)就是反復(fù)進(jìn)行二維打印?,F(xiàn)實(shí)生活中早就有3D打印,比如,在生日蛋糕上用巧克力寫字,易溶膠槍、玻璃膠槍,唯一不同的是,這些都是由人腦控制而不是電腦控制。

我們常見(jiàn)的3D打印工藝技術(shù)有熔融堆積式(FDM)、選擇性區(qū)域透光(LCD)、數(shù)字光處理(DLP)、立體平板印刷(SLA)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、三維印刷技術(shù)(3DP)幾種類型。

目前,3D打印材料包括工程塑料、金屬材料、陶瓷材料、光敏樹(shù)脂等。

總體來(lái)說(shuō),3D打印有助于減少產(chǎn)品生產(chǎn)成本、生產(chǎn)時(shí)間和生產(chǎn)過(guò)程中的復(fù)雜性障礙,優(yōu)點(diǎn)在于制造復(fù)雜的物品不會(huì)增加成本,產(chǎn)品多樣化不會(huì)增加成本,設(shè)計(jì)空間無(wú)限,減少浪費(fèi)副產(chǎn)品,精確的實(shí)體復(fù)制。

制造復(fù)雜的物品不會(huì)增加成本。在傳統(tǒng)制造中,物體形狀越復(fù)雜,制造成本就越高。對(duì)于3D打印機(jī)來(lái)說(shuō),制作復(fù)雜項(xiàng)目的成本不會(huì)增加。制作一個(gè)華麗、復(fù)雜的項(xiàng)目所需的時(shí)間、技能或成本,也不會(huì)比打印一個(gè)簡(jiǎn)單的盒子所花費(fèi)的時(shí)間、技能或成本更多。在不增加成本的情況下制造復(fù)雜產(chǎn)品,將打破傳統(tǒng)的定價(jià)模式,改變我們計(jì)算制造成本的方式。

產(chǎn)品多樣化不會(huì)增加成本。傳統(tǒng)的制造設(shè)備具有更少的功能和有限類型的形狀,而3D打印機(jī)可以打印許多形狀,每次都能像工匠一樣做出不同的形狀。3D打印節(jié)省了培訓(xùn)機(jī)械師或購(gòu)買新設(shè)備的成本,一臺(tái)3D打印機(jī)只需要不同的數(shù)碼藍(lán)圖和一批新的原材料。

設(shè)計(jì)空間無(wú)限。傳統(tǒng)的制造技術(shù)和由工匠制造的產(chǎn)品,在形狀上是有限的,生產(chǎn)形狀的能力取決于所使用的工具。例如,傳統(tǒng)的木工車床只能生產(chǎn)圓形物體,軋鋼機(jī)只能加工用銑刀裝配的零件,制模機(jī)只能生產(chǎn)鑄型的形狀,而3D打印機(jī)可以突破這些限制,打開(kāi)巨大的設(shè)計(jì)空間。

減少浪費(fèi)副產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的金屬制造技術(shù)相比,3D打印機(jī)在制造金屬時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品更少。傳統(tǒng)金屬加工浪費(fèi)驚人,90%的金屬原料被丟棄在工廠的地板上,而3D打印減少了金屬制造的浪費(fèi),隨著印刷材料的發(fā)展,“網(wǎng)形”制造可能成為一種更加環(huán)保的工藝。

精確的實(shí)體復(fù)制。數(shù)字音樂(lè)文件可以無(wú)休止地復(fù)制,音頻質(zhì)量不會(huì)下降。未來(lái),3D打印將把數(shù)字精度擴(kuò)展到物理世界。掃描技術(shù)和3D打印技術(shù)將共同改善物理世界和數(shù)字世界之間的形態(tài)轉(zhuǎn)換的分辨率。我們可以掃描、編輯和復(fù)制實(shí)體對(duì)象,以創(chuàng)建準(zhǔn)確的副本或優(yōu)化原始對(duì)象。

目前,3D打印技術(shù)已在工業(yè)造型、機(jī)械制造、航空航天、軍事、建筑、影視、家電、輕工業(yè)、醫(yī)學(xué)、考古、文化藝術(shù)、雕刻、飾品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,并且隨著這一技術(shù)本身的發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣?,未?lái)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)身邊很多的物品都是用3D打印制作完成的。


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