浅析3d打印技术本科论文.doc

浅析3D打印技术 浅析3D打印技术 一、3D打印技术介绍 打印技术，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打印机则出现在上世纪90年代中期，即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等印材料，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。如今这一技术在多个领域得到应用，人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。3D打印过程可分为两步，首先在需要成型的区域喷洒特殊的胶水，然后均匀喷洒粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，没有胶水的区域仍保持松散状态，重复这一过程直到实体模型被“打印”成型。由于其分层加工的过程与喷墨打印机十分相似，所以被称为打印机。 二、3D打印技术优势： 制造快：D打印机技术是并行工程中进行复杂原型或者零件制造的有效手段，能使产品设计和模具生产同步进行，从而提高企业研发效率，缩短产品设计周期，极大的降低了新品开发的成本及风险，对于外形尺寸较小，异形的产品尤其适用。 CAD/CAM 技术的集成设计制造一体化一直来说是现在的一个难点，计算机辅助工艺(CAPP)在现阶段由于还无法与CAD、CAM完全的无缝对接，这也是制约制造业信息化一直以来的难点之一，而快速成型技术集成CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术，使得设计制造一体化的概念完美实现。完全再现三维效果经过快速成型制造完成的零部件，完全真实的再现三维造型，无论外表面的异面还是内腔的异形孔，都可以真实准确的完成造型，基本上不再需要再借助外部设备进行修复。 材料种类繁多到目前为止，各类3D 打印机设备上所使用的材料种类有很多，树脂、尼龙、塑料、石、纸以及金属或陶瓷的粉末，基本上满足了绝大多数产品对材料的机械性能需求。 创造显著的经济效益与传统机械加工方式比较，开发成本上节约10 倍以上，同样，快速成型技术缩了企业的产品开发周期，使的在新品开发过程中出现反复修改设计方案的问题大大减少，也基本上消除修改模具的问题，创造的经济效益是显而易见的。 应用行业领域广 3D 打印机技术经过这些年的发展，技术上已基本上形成了一套体系，同样，可应用的行业也逐渐扩大，从产品设计到模具设计与制造，材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等等都渐的使用3D 打印机技术，使得3D 打印机技术有着广阔的前景。 目前，3D 打印技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。 产品设计领域:在新产品造型设计过程中的应用3D 打印技术为工业产品的设计开发人员建立了一种崭新的产品开发模式。运用3D 打印技术能够快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的实物模型(样件)，这不仅缩短了开发周期，而且降低了开发费用，也使企业在激烈的市场竞争中占有先机。 建筑设计领域建筑模型的传统制作方式，渐渐无法满足高端设计项目的要全数字还原不失真的立体示和风洞及相关测试的标准，现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用3D 打印技术先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试，3D 打印技术所发挥的优势和无可比的逼真效果为设计师所认同。 机械制造领域：由于3D 打印技术自身的特点，使得其在机械制造领域内，获得广泛的应用，多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件，由于只需单件生产，或少于50件的小批量，一般均可用3D 打印技术直接进行成型，成本低，周期短。 模具制造领域：例如玩具制作等传统的模具制造领域，往往模具生产时间长，成本高。将3D打印技术与传统的模具制造技术相结合，可以大大缩短模具制造的开发周期，提高生产率，是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。3D 打印技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种，直接制模是指采用3D打印技术直接堆积制造出模具，间接制模是先制出快速成型零件，再由零件复制得到所需要的模具。医学领域：在医学领域的应用近几年来，人们对3D 打印技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础，利用3D 打印技术制作人体器官模型，对外科手术有极大的应用价值。 文化艺术领域：在文化艺术领域的应用，3D 打印技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。 航天技术领域：在航空航天领域中，空气动力学地面模拟实验(即风洞实验)是设计性能先进的天地往返系统(即航天飞机)所必不可少的重要环节。该实验中所用的模型形状复杂、精度要求高、又具有流线型特性，采用3D 打印技术，根据CAD 模型，由3D 打