3D打印技術(shù)全接觸

3D打印技術(shù)概述
　　上上世紀(jì)的思想，上世紀(jì)的技術(shù)，本世紀(jì)的市場(chǎng)
　　3D打印技術(shù)源自19世紀(jì)美國(guó)研究的照相雕塑和地貌成型技術(shù)，學(xué)界將其稱(chēng)為“快速成型技術(shù)”。1986年美國(guó)科學(xué)家查爾斯·胡爾利用一種叫光敏樹(shù)脂的液態(tài)材料，發(fā)明出世界上第一臺(tái)3D打印機(jī)。隨后胡爾以這種技術(shù)為基礎(chǔ)成立了世界上第一家3D打印設(shè)備公司3D Systems，并于1992年賣(mài)出了第一臺(tái)商業(yè)化產(chǎn)品。上世90年代3D技術(shù)經(jīng)歷過(guò)一波快速發(fā)展，例如1989年美國(guó)得克薩斯大學(xué)卡爾提出選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)，1990年麻省理工學(xué)院申請(qǐng)了“三維印刷技術(shù)”專(zhuān)利等。本世紀(jì)至今全球越來(lái)越多的公司先后涉足3D打印制造，目前全球已經(jīng)產(chǎn)生兩家行業(yè)巨頭Stratasys公司和3D Systems。根據(jù)Wohlers Associates統(tǒng)計(jì)，2012年3D打印市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到22.04美元，同比增長(zhǎng)29%，預(yù)計(jì)未來(lái)3D打印市場(chǎng)將保持快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟把3D打印稱(chēng)作“上上個(gè)世紀(jì)的思想，上個(gè)世紀(jì)的技術(shù)，本世紀(jì)的市場(chǎng)”。
　　原理：分層制造，逐層疊加
　　“3D打印”是一類(lèi)將材料逐層添加來(lái)制造三維物體的“增材制造”技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)，其核心原理是：“分層制造，逐層疊加”，類(lèi)似于高等數(shù)學(xué)里柱面坐標(biāo)三重積分的過(guò)程。區(qū)別于傳統(tǒng)的“減材制造”，3D打印技術(shù)將機(jī)械、材料、計(jì)算機(jī)、通信、控制技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)等技術(shù)融合貫通，具有縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降低研發(fā)成本和一體制造復(fù)雜形狀工件等優(yōu)勢(shì)，未來(lái)可能對(duì)制造業(yè)生產(chǎn)模式與人類(lèi)生活方式產(chǎn)生重要的影響。
　　按照3D打印的成型機(jī)理，通常將3D打印分為兩大類(lèi)：沉積原材料制造與黏合原材料制造，涵蓋十多種具體的三維快速制造技術(shù)，較為成熟和具備實(shí)際應(yīng)用潛力的技術(shù)有5種：SLA-立體光固化成型、FDM-容積成型、LOM-分層實(shí)體制造、3DP-三維粉末粘接和SLS-選擇性激光燒結(jié)。
　　特點(diǎn)：技術(shù)類(lèi)型與材料共同決定應(yīng)用范圍
　　具體到細(xì)分類(lèi)型，不同的成型原理對(duì)材料的要求也不同。目前SLA技術(shù)主要采用液態(tài)光敏樹(shù)脂，F(xiàn)DM技術(shù)主要使用絲狀熱熔性塑料，LOM使用薄膜材料，SLS使用金屬粉末，而3DP可使用金屬粉末或塑料粉末等。反過(guò)來(lái)講，材料本身的物理特性又會(huì)限制不同技術(shù)的應(yīng)用。
　　立體光固化成型的成形速度快，精度相對(duì)較高，且外形表面好，但限于光敏樹(shù)脂的物理特性，其3D打印產(chǎn)品主要用于代替熔模精密鑄造中的蠟?zāi)：驮�型設(shè)計(jì)驗(yàn)證方面，而很少作為功能性零件使用。目前3D打印技術(shù)中唯一可桌面化的技術(shù)是FDM，京東商城所售的3D打印機(jī)就是基于這種技術(shù)，使用ABS或PLA絲狀、線(xiàn)狀材料制作玩具；而在工業(yè)中FDM使用的絲狀才來(lái)主要是工程塑料，其產(chǎn)品多為塑料件、鑄造蠟?zāi)：蜆蛹�等。SLS是3D技術(shù)中最具潛力制備功能性零件的技術(shù)，SLS可再細(xì)分為金屬粉末和粘結(jié)劑混合燒結(jié)、金屬粉末激光燒結(jié)和金屬粉末壓坯燒結(jié)；SLS主要優(yōu)勢(shì)是制作相對(duì)高強(qiáng)度的金屬制品，在高端制造領(lǐng)域中完成樣件功能試驗(yàn)或裝備模擬。南京航空航天大學(xué)用Ni基合金混銅粉進(jìn)行燒結(jié)成型的試驗(yàn)，成功地制造出具有較大角度的倒錐形狀的金屬零件。
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2013-12-30 12:48 上傳

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