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    了解神奇的3D打印原理
    2013-06-21 15:54:14   來源:超能網   評論:0 點擊:

              近些年來有一個新的詞逐漸進入人們的視野,那就是“3D打印機”,其實這個詞也挺好理解的,就是打印三維立體物件的機器,聽起來像是只存在于科幻片里的東西,但是它其實已經存在很久了,3D打印機原理是什么呢?它能打印出這么多東西,汽車、步槍甚至有設計師準備有那個3D打印機造房子,看起來真是很不思議,今天就讓我們一起來探究下3D打印機原理。
     
      3D打印機原理是這樣的,它其實是以一種數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。由于在3D打印機原理中把復雜的三維制造轉化為一系列二維制造的疊加,因而可以在不用模具和工具的條件下生成幾乎任意復雜的零部件,極大地提高了生產效率和制造柔性。3D打印機原理看著很簡單,現在雖然有一些產品能直接打印出來,但要打印出精密產品還有很長的路要走。
     
    3D打印機
     
      3D打印并非是新鮮的技術,早在20世紀80年代就存在3D打印這項技術了,但是當時的機器非常巨型而且昂貴,經過20多年的發展,技術逐漸成熟,機器也漸漸小型化,二十一世紀年以來3D打印機的銷售逐漸擴大,價格也開始下降。
     
    3D打印技術的基本原理
     
      首先得通過計算機輔助設計(CAD)或計算機動畫建模軟件建模,再將建成的三維模型“切片”成逐層的截面數據,并把這些信息傳送到3D打印機上,3D打印機會把這些切片堆疊起來,直到一個固態物體成型。
     
    把三維模型“切片”
     
      至于怎么堆疊這些“切片”,方式有很多種,小型3D打印機最為常用的就是用液態材料沉積成型,這個有點類似噴墨打印機,只不過噴頭噴出的不是墨水而是熱塑性塑料或共晶系統金屬等可迅速固化的材料,工作方式如下面視頻所示:
     
     
     
      也有采用激光燒結方式的3D打印機,只不過加工原料就變成了各種固態粉末,下面就來看看3D打印機是怎么樣完美復制出一把扳手吧:
     
     
     
      根據所用材料的不同3D打印的工藝可以細分為許多種,每種技術都有各自的優缺點,在這里就不詳細介紹了,具體的可看下表:
     
    表格來源:維基百科
     
      目前3D打印技術的精度其實已經不錯了,一般來說每層厚度可以達到0.1mm,當然也有部分打印機如Objet Connex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層,不過在彎曲的表面可能會比較粗糙,要獲得光滑的物體可以打出一個稍微大一點的物體,然后再拿去打磨就可以了。
     
    3D打印機的應用
     
      利用3D打印機,工程師可以驗證開發中的新產品,把手中的CAD數字模型用3D打印機造成實體模型,可以方便的對設計進行驗證及時發現問題,相比傳統的方法可以節約大量的時間和成本。
     
      3D打印機也可以用于小批量產品的生產,這樣就可以快速的把產品的樣品提供給客戶,或進行市場宣傳,不用等模具造好后才造出成品,對于某些小批量定制的產品甚至連模具的成本都可以省去,比如電影中用到的各種定制道具。
     
     
    左邊的是原型右邊的是3D打印出來的復制品,還原度還真高呢
     
      在好萊塢大片《十二生肖》中,成龍佩戴了專業掃描手套來掃描劇中十二生肖銅像,另外一邊通過專業設備將所掃描的銅像完美打印,這個看似科幻的東西,這個現實中利用3D掃描和3D打印技術其實是能實現的。
    電影《機械公敵》中的奧迪RSQ汽車就是使用3D打印制作的
     
      至于家用和個人市場方面,應用就應人而異了,不過要推廣開的話可是困難重重,首先目前個人用3D打印機并不能說便宜,價格從幾千到幾萬都有。3D打印的原材料也不便宜這些材料的價格便宜的幾百元一公斤,最貴的要四萬元左右。還有就是你想打印一個物體的時候你得首先得學會3D建模……
     
      通過這篇文章,相信大家都會對3D打印機有了一個初步的了解,雖然它現在還離個人用戶挺遠的,不個它未來的前景可是非常廣闊的,隨著科學技術的發展,3D打印機早晚會和普通打印機一樣進入千家萬戶,屆時你想到了什么好東西就可以直接用3D打印機造出來了。

    相關熱詞搜索:3D打印原理

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