1、3D打印技术的由来.ppt

广西城市职业学院3D创新创意研发中心 莫中凯 广西城市职业学院3D创新创意研发中心 莫中凯 广西城市职业学院3D创新创意研发中心 莫中凯 撰写人员 莫中凯 完成时间 2017-3-26 目录 1.1 什么是3D打印技术 1.2 3D打印的起源及发展 1.3 3D打印的优势与不足 1.4 中国3D打印的现状 1.1 什么是3D打印技术 3D打印技术，即增材制造，是一种以数字三维模型文件为基础，运用高能束源或者热熔等方式，将液体、粉末等特殊材料堆积黏结，最终叠加成型，直接构造出实体的一种技术。 增材制造-减材制造（普通） 3D打印技术原理 将计算机内的三维数据模型进行分层割片，得到各层数据，计算机根据隔层数据信息来控制激光器（或喷嘴）有选择地逐层烧结（固化，热熔凝结等）形成一层层微小厚度的实体，再熔结、聚合、黏结使各层黏结成一体，最终造出实体模型、模具。 3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料。 通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。 3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。 1.1.1 3D打印技术的分类 根据所用材料及生成层片方式的区别，总体可归纳为：挤出成型、粒状粉末物料成型、光聚合成型。 1）挤出成型 主要代表有熔融沉积成型（FDM）技术。它是唯一使用工业级热塑料（PLA、尼龙等）作为成型材料的层积制造方法。成品可耐受一定温度、化学腐蚀，还可抗菌和抗一定的应力，主要用于制造概念模型、功能原型、零部件以及生产工具等。 Stratasys斯特塔西 fortus900mc 1.1.1 3D打印技术的分类 2）粒状粉末物料成型 主要分为两类：一类是通过激光或者电子束有选择地在颗粒层中熔化打印材料，而未熔化的材料则作为物体的支撑，无需其他支撑材料。 另一类采用喷头式粉末成型打印技术，该打印机在每一层喷射石膏或者在树脂粉末之间添加黏结剂，通过横截面进行黏合，重复至每一层打印完成。 3）光聚合成型 主要分为三种：一种是由美国3D Systems公司开发的立体光刻成型（SL）技术。该技术具有成型过程自动化程度高、制作模型表面质量好、尺寸精度高等特点，但由于液态光敏聚合物的特性，要求SLA设备的工作环境较为苛刻。成型件多为树脂类，强度、刚度及耐热性有限，不利于长时间保存。 1.1.1 3D打印技术的分类 第二种是Objet公司的PolyJet喷头打印技术，才用紫外光对喷头喷射出直径为16-30μm的光聚合物材料进行照射固化，直至部件制作完成。 第三种是德国Envision Tec公司的Ultra3D打印数字光处理（DLP）成型系统。该系统能够构建组合型的3D部件，使用高分辨率的数字光处理器投影仪来固化液态光聚合物，从而快速精准地完成模型制造。 3D Systems SLA Objet PolyJet Envision Tec Ultra3D 1.1.2 3D打印是一种多学科复合制造技术 3D打印技术是数字化技术、新材料技术、软件技术、光学技术、机械工程等多学科发展的产物。 3D打印可以分为两个过程：一是数据处理，利用三维扫描仪和计算机辅助设计获取模型数据，将模型数据进行切片分层处理，将三维数据分解成为二维数据；其二是制造过程，依据分层的二维数据，采用所选定的制造工艺方法制作与数据分层厚度相同的层片，将层片按顺序叠加起来，构成了最终的三维实体，实现从二维层片到三维实体的过程。 3D打印技术制作的《钢铁侠》手掌 1.2 3D打印的起源及发展 3D打印技术的核心制造思想最早起源于18世纪末19世纪初的美国。20世纪50年代后出现了几百个关于3D打印的专利。直至 20 世纪 80 年代中期开始，至今经过三十年的发展，该技术已趋于成熟，并初步形成规模化体系，全球 3D 综合竞争态