3D打印机的原理

3D打印机的工作原理目前的3D打印的确很火，3D打印机打印出汽车、步枪甚至能够用3D打印机造房子，而这些东西是真正可以使用的，那么什么是3D打印呢？他的原理是什么？ 3D打印，即快速成型技术，该技术可用于珠宝，鞋类，工业设计，建筑，工程和施工（AEC），汽车，航空航天，牙科和医疗产业，教育，地理信息系统，土木工程，和许多其他领域。 3D打印技术的核心制造思想最早起源于19世纪末的美国，到20世纪80年代后期3D打印技术发展成熟并被广泛应用。3D打印是科技融合体模型中最新的高“维度”的体现之一，据报道，美国科学家发明了一种可打印出三维效果的打印机，并已将其成功推向市场。普通打印机能打印一些报告等平面纸张资料。而这种最新发明的打印机，它不仅使立体物品的造价降低，且激发了人们的想象力。未来3D打印机的应用将会更加广泛。之前，三维打印机数量很少，大多集中在“科学怪人”和电子产品爱好者手中。他们主要用来打印像珠宝、玩具、工具、厨房用品之类的东西。甚至有汽车专家打印出了汽车零部件，然后根据塑料模型去订制真正市面上买到的零部件。可以在一些电子产品商店购买到这类打印机，工厂也在进行直接销售。不过物以稀为贵，一套三维打印机的价格从一般的750美元到上等质量的27000美元不等。3D打印并非是新鲜的技术，早在20世纪80年代就存在3D打印这项技术了，但是当时的机器非常巨型而且昂贵，经过20多年的发展，技术逐渐成熟，机器也渐渐小型化，二十一世纪年以来3D打印机的销售逐渐扩大，价格也开始下降。3D印机原理：它其实是以一种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。由于在3D打印机原理中把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。3D打印机原理看着很简单，现在虽然有一些产品能直接打印出来，但要打印出精密产品还有很长的路要走。（说起它的原理，它一点都不复杂，其运作原理和传统打印机工作原理基本相同，也是用喷头一点点“磨”出来的。只不过3D打印它的喷的不是墨水，而是液体或粉末等“打印材料”，利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。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。）打印原理示意图：打印步骤：首先得通过计算机辅助设计（CAD）或计算机动画建模软件建模，再将建成的三维模型“切片”成逐层的截面数据，并把这些信息传送到3D打印机上，3D打印机会把这些切片堆叠起来，直到一个固态物体成型。（它的工作步骤是这样的：使用CAD软件来创建物品，如果你有现成的模型也可以，比如动物模型、人物、或者微缩建筑等等。然后通过SD卡或者USB优盘把它拷贝到3D打印机中，进行打印设置后，打印机就可以把它们打印出来。3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样，都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成的，打印原理是一样的。3D打印机主要是在打印前在电脑上设计了一个完整的三维立体模型，然后在进行打印输出。）分类：1、SLS激光粉末烧结成型（Se1ectedLaserSintering）；2、3DP三维打印（3DimensionPrinter）；3、SLA激光光固化（Stereolithography）。3D打印的标准数据格式STL：STL（StereoLithographyInterfaceSpecification）格式是目前3D打印/增材制造设备使用的通用接口格式，是由美国3Dsystems公司于1988年制定的一个接口协议，是一种为3D打印/&增材制造技术服务的三维图形文件格式，目前已成为3D打印/增材制造的事实上的标准格式。STL格式是存储三维模型信息的一种简单方法，它将复杂的数字模型以一系列的三维三角形面片来近似表达。STL模型是一种空间封闭的、有界的、正则的唯一表达物体的模型，具有点、线、面的几何信息，能够输入给增材制造设备，用于快速制作实物样品。随着增材制造技术的发展和应用，STL文件格式也得到了各CAD/CAM软件公司的广泛支持。在医学、自然科学和工程领域里，STL技术也得到了广泛的应用。利用三维扫描仪等三维数字化工具对物理原型进行多方位三维扫描，经过点云数据的预处理与优化，得到物体完整的三维数据模型，对该数据模型进行表面三角形小平面化处理，类似于有限元的网格划分，即用许多空间三角形面片来逼近CAD模型，当三角形面片小到一定程度，其近似性可达到工程允许的精度范围内，其数据文件称为STL文件，可以直接输入3D打印/增材制造设备，用于3D打印/增材制造。用途：1、工业制造：产品概念设计、原型制作、产品评审、功能验证；制作模具原型或直接打印模具，直接打印产品。3D打印的小型无人飞机、小型汽车等概念产品已问世。3D打印的家用器具模型，也被用于企业的宣传、营销活动中；2、 文化创意和数码娱乐：形状和结构复杂、材料特殊的艺术表达载体。科幻类电影阿凡达运 用3D打印塑造了部分角色和道具，3D打印的小提琴接近了手工艺的水平； （视频:在漫山遍野的花丛中弹奏3D打印的小提琴，阳光、清新，所使用的3D打印机由德国EOS公司研制开发：/v_show/id_XNDYyNjk1OTY4.html ） 3、 航空航天、国防军工：复杂形状、尺寸微细、特殊性能的零部件、机构的直接制造； 4、 生物医疗：人造骨骼、牙齿、助听器、假肢等；5、消费品：珠宝、服饰、鞋类、玩具、创意DIY作品的设计和制造;6、建筑工程：建筑