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3D打印的应用范围涵盖汽车、航空航天、日常消费品、医疗、
教育、建筑设计、玩具等各个领域,具有广阔的市场前景,下面我们
就一起来了解一下什么是3D打印技术以及它的具体应用范围。
3D打印技术,也被称为增材制造(AdditiveManufacturing,
AM)技术,是一项起源于20世纪80年代集机械、计算机、数控和
材料于一体的先进制造技术。该技术的基本原理是根据三维实体零件
经切片处理获得的二维截面信息,以点、线或面作为基本单元进行逐
层堆积制造,最终获得实体零件或原型。增材制造区别于传统的减材
(如切削加工)和等材(如锻造)制造方法,可以实现传统方法无法或很
难达到的复杂结构零件的制造,并大幅减少加工工序,缩短加工周期,
因此得到了世界各地科研工作者的广泛关注。
3D打印技术最早应用于各类原型的快速制造,故在早期也被称
为快速原型技术(RapidPrototyping,RP)。早期的3D打印技术由
于材料种类的限制,大多使用有机高分子材料,其机械、化学性能大
多难以满足实际应用的需求。随着材料技术与装备技术的发展,该技
术在终端零件制造的领域的应用越来越多。
3D打印的技术原理大体上分为四个方面:①打印物图像信息的
搜集及数据化;②图像数据信息的处理和转化;③利用数据信息进行
3D打印;④打印物的后期处理和性能评估。下面为大家介绍一下3
它们在各个领域的应用。
1、3D打印在产品研发中的应用
现在正面临产品的生命周期越来越短的现状,3D打印快速成型技
术与设计的模型结合给制造业界带来了巨大的影响,可以在不用模具
和工具的条件下生成复杂的模型。作为一种新产品开发的重要手段,
3D打印快速成型技术可快速、直接、精确地将设计思想转化为具有
一定功能的模型,不仅缩短了开发周期,而且降低了开发费用,从而可
以对设计的产品进行快速评价、修正,极大地推进了研发效率,避免
了产品研发失败的风险,从而提高了企业竞争力。3D打印打破传统的
局限性,打开了一个全新的制造可能性的世界。
2、3D打印制造特殊辅助工具
通过3D打印来制造辅助工具,特别是对于一些需求量小、精度
要求高、有接触面有弹性需求的工具来说,可以最大化节省生产经费。
3、3D打印在直接用途零件中的应用
三维扫描和3D打印的结合,完成了从设计到制造的解决方案。
简单又高效。
4、3D打印在建筑中的应用——减少对时间和劳动密集型模型
的依赖
5、3D打印在医疗行业的应用——为医疗行业从业人员增加确
定性与信心
3D打印在骨科方面的应用主要有以下七个方面:①术前规划,
如术前病变模型的打印制作;②制作手术导航模板,辅助手术的精准
进行;③定制个性化假体与内植物;④定制外固定支具;⑤新型手术
器械的开发,满足特殊疾病和患者的需求;⑥组织工程支架,有利于
再生医学的个性化应用;⑦药物研发、释放和剂型的研究。3D打印
技术有异于传统的削材及铸造技术:不仅使产品的物理结构发生变
化,还能根据个性化需求定制,实现材料与病变部位的完全匹配,同
时可携带细胞及生物活性微球进行骨缺损部位的原位打印。这些特点
决定了该技术在生物医学领域有广阔的应用前景。
6、3D打印在档案发展中的应用
3D打印技术的应用可以帮助档案管理工作中对实体档案的管理
和研究,在我国学界的研究中,3D打印技术的特色应用为实物档案的
抢救、复原、展览等方面作出了很大的帮助。对于受损严重的实物档
案,不便于展览,可以运用3D打印技术便可以复制原样,这样对于
展览也有很大的帮助,即保护了档案,也让人们可以去更多的了解档
案。
7、3D打印技术在船舶领域的应用
对于船舶行业来说,3D打印可以算得上是一门非常新的技术,
就目前而言,实际应用虽然不多,但是技术在船舶领域还是有着较好
的发展前景,可应用的范围也较大。例如,在船舶设计阶段制作用于
验证和改进设计的模型;一些小批量、定制型船舶配套产品的制造;
运营阶段备件的供应;舰载无人机、无人艇,甚至小艇的制造等。
8、3D打印技术在铁路领域的应用
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