一文幫你讀懂3D打印技術(shù)!

　　今天鄭州3D打印公司專門為大家整理了一些你們比較感興趣的內(nèi)容，通過這篇文章，幫助大家更好的來了解3D打印，趕緊跟隨我們共同來了解一下吧。

　　3D打印并非是新鮮的技術(shù)，這個思想起源于19世紀(jì)末的美國，并在20世紀(jì)80年代得以發(fā)展和推廣。中國物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟把它稱作“上上個世紀(jì)的思想，上個世紀(jì)的技術(shù)，這個世紀(jì)的市場”。三維打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料 打印機來實現(xiàn)。這種打印機的產(chǎn)量以及銷量在二十一世紀(jì)以來就已經(jīng)得到了極大的增長，其價格也正逐年下降。

　　3D打印能做什么?

　　打印服裝，早在2013年，維多利亞的秘密時裝秀上早已開始展示由3D打印技術(shù)制作的服裝，當(dāng)時超模indsayEllingson穿戴著由3D打印機打印的一對翅膀、緊身胸衣和頭飾驚艷亮相，至今依舊讓人驚嘆。

　　打印人體假肢，2012年，一位蘇丹的男孩因為在兩軍對峙中受傷失去了自己的雙手，這件事被MickEbeling了解到，他當(dāng)時在蘇丹成立了一個實驗室，同時配備一臺3D打印機，可以幫助截肢患者重新用3D打印技術(shù)，打印出自己最適合的假肢。

　　2016年，湖南的3D打印技術(shù)企業(yè)開發(fā)出打印人體骨骼的技術(shù)，并開始正式應(yīng)用。前不久，韓國延世大學(xué)衛(wèi)生系統(tǒng)更宣布他們已經(jīng)開發(fā)出可以正式商業(yè)化的3D打印人工義眼，幾乎可以以假亂真，由此可見，以后我們也許再也不會在大街上看到任何肢體殘疾的人士。

　　打印你想要的任何東西，實際上，發(fā)展到現(xiàn)在，生活中常見的物品幾乎都可以用3D打印技術(shù)進行制造。例如汽車，早已經(jīng)可以用3D打印技術(shù)制作出來，目前各大發(fā)動機廠家甚至還嘗試?yán)?D打印技術(shù)制作汽車的引擎。再比如，我們的房子，早前上海的一家建筑公司就已經(jīng)展出利用3D打印機制作的房屋，雖然看起來不怎么好看，但成本卻極為低廉，只需要五萬塊不到，你就可以擁有屬于自己的三方一廳了，前提是那塊地得是你的。除了房子，汽車，3D打印還能制作糖果，完全可以食用的糖果，無需擔(dān)心會出現(xiàn)任何問題，甚至連藝術(shù)品、槍支等都可以進行打印。

　　現(xiàn)有3D打印技術(shù)存在的問題及解決方法

　　材料的限制

　　目前主流的3D打印技術(shù)可以實現(xiàn)聚合物塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但目前無法實現(xiàn)打印的材料還非常多。材料的限制主要表現(xiàn)為兩個方面的限制，一方面，目前的3D打印技術(shù)可打印的材料種類有限，無法完全適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)中所需的各種各樣的材料的打印。這使得3D打印技術(shù)只能應(yīng)用于一些特定場合，普及推廣仍有很大的障礙。另一方面，針對特定的3D打印機，可打印的材料種類更是特定的幾種或幾類，這使得針對每種或每類材料，就需要設(shè)計專屬的3D打印機，通用性不如傳統(tǒng)的機械加工好。雖然目前在多材料打印上已經(jīng)取得了一定的進展，但除非這些進展達到成熟并有效，否則材料依然會是3D打印的一大障礙。

　　解決方法：

　　針對以上兩方面問題，可以以這樣的思路尋求解決方案。一、研發(fā)新材料，這也是國家目前大力發(fā)展的方向。通過研發(fā)新型的打印性能好、材料性能還能達到傳統(tǒng)材料要求材料，提高3D打印技術(shù)的通用性。二、提高3D打印機本身的通用性?？梢詮哪K化設(shè)計角度出發(fā)，本體結(jié)構(gòu)保持一致，對不同種類或類型的材料，只改變部分部件如噴頭，而且部件的拆裝性能要好，方便更換。

　　打印效率低

　　效率低可以從兩個角度進行分析。一、與傳統(tǒng)機械加工比較，機械加工是在毛坯的基礎(chǔ)上減材形成，通常毛坯和零件之間相差的材料較少，即需要去除的材料少，加工比較快;而3D打印技術(shù)必須將所有零件實體所需材料通過增材方式堆疊，材料體積大。所以從去除或堆疊得材料體積量來比較，增材的體積量通常比減材的體積量要大。二、從成型運動方面考慮，傳統(tǒng)的機械加工主運動多為旋轉(zhuǎn)運動，而3D打印技術(shù)為直線運動，旋轉(zhuǎn)運動更容易達到更大的速度，而且保持一定的穩(wěn)定性，3D打印技術(shù)的掃描運動為直線運動，很難達到較大的速度。因此，3D打印技術(shù)不僅所需加工的體積量大，而且運動速度受限，所以綜合加工效率低。

　　解決方法：

　　針對問題一，可以考慮在一定的規(guī)則毛坯材料上增材，減少需要打印的材料量，主要是用于大批量生產(chǎn)情況下，預(yù)先設(shè)計一系列實體輪廓中所包含的最小毛坯，在毛坯的基礎(chǔ)上打印。針對問題二，從機構(gòu)學(xué)角度，可以設(shè)計可高速運動的機構(gòu) ，如并聯(lián)機構(gòu)。另外也需要協(xié)調(diào)設(shè)計材料，增快其熔融速度或凝固速度。還可以從軟件及軌跡規(guī)劃角度著手，采用梯度設(shè)計思想，對于有強度等方面要求的，填充率選擇大一些，其他部分填充率小一些，而不是像目前整個實體都選擇同一填充率。

　　質(zhì)量和精度低

　　首先是質(zhì)量問題，由于3D打印采用“分層制造，層層疊加”的增材制造工藝，層與層之間的結(jié)合再緊密，也無法和傳統(tǒng)模具整體澆鑄而成的零件相媲美，而零件材料的微觀組織和結(jié)構(gòu)決定了零件的物理性能如強度、剛度、耐磨性、耐疲勞性、氣密性等大多不能滿足工程實際的使用要求。其次是精度問題，由于3D打印技術(shù)固有的成型原理及發(fā)展還不完善，其打印成型零件的精度包括尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度都較差，不能作為功能性零件，只能做原型件使用，從而其應(yīng)用將大打折扣。

　　解決方法：

　　對于質(zhì)量問題，可以考慮從打印路徑的角度出發(fā)，使打印紋理走勢與零件主要受力方向一致，增加其強度，防止在力的作用下，零件發(fā)生撕裂或破壞。對于精度問題，盡可能研究高分辨率打印技術(shù)，將層分辨率降低，但也要考慮與打印效率的匹配問題。另外可以增減材技術(shù)相結(jié)合，通過減材技術(shù)進行表面處理或其他后處理。

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