3D打印论文.doc

JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 3D打印快速成型技术学院: 班 级: 学生姓名: 学 号: 设计地点（单位） 设计题目: 完成日期： 年 月 日 1. 3D打印技术简介 3D打印技术，是以计算机三维设计模型为基础，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型（即“积层造型法”），制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削等方法生产成品不同，3D打印是将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，这就大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，从而直接从计算机图形以及数据中便可生成所需形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。 我们日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的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，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“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。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。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。2. 过程原理 三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现，如同使用打印机就像打印一封信：轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。而在3D打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料并且堆叠薄层的形式有多种多样：有些3D打印机使用“喷墨”的方式。一家名为Objet的以色列3D打印机公司使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上，此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离，以供下一层堆叠上来。另外一家总部位于美国明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一种叫做“熔积成型”的技术，整个流程是在喷头内熔化塑料，然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层；还有一些系统使用粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层，然后由喷出的液态粘合剂进行固化。它也可以使用一种叫做“激光烧结”的技术熔铸成指定形状。这也正是德国EOS公司在其叠加工艺制造机上使用的技术。而瑞士的Arcam公司则是利用真空中的电子流熔化粉末微粒。以上提到的这些仅仅是许多成型方式中的一部分。当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时，介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸，最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。如今可用于打印的介质种类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质，令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。 3. 个人感想 基于近年来3D打印技术的发展现状和趋势，我个人认为3D打印这将给我们生活带来一定的变革。首先当3D打印技术应用于医学方面时，这项技术将会给那些因种种原因而无法得到正确治疗方法的患者带来福音，比如说身体缺陷人士想拥有正常人的体格是，这对于现在的医学水平而言任然是个不小的挑战，但是有了3D打印技术，医生们可以根据患者的实际情况打印有关骨骼，这就给那些想和正常人一样行走的人士带来了曙光，尽管已有这方面成功的案例，但是实际当中打印的骨骼不能直接植入到人体，之后还是要到工厂运用传统的减量制造工艺制作假体。这就浪费了时间，所以今后的3D打印技术在打印骨骼方面可以朝着花更少时间有更大的成果方面而努力，3D打印技术在医学方面除了打印骨骼外，在打印人体骨骼肌肉血管，人工器官等方面也是在不断地为之努力的；其次在制造业方面，3D打印技术也是有很大的应用前景。因为在传统的工业制造中，有一个短板，那就是传统模具价格高昂，几万，几十万甚至几百万，如果开发后发现模具有问题往往会让厂家损失很惨重，而3D技术不但可以帮助企业缩短产品设计周期，而且更快速地反应市场，让企业经营更加灵活，不会造成大规模的浪费和损失，同时生产出来的产品在质量，精度等方面也能得到保障，同样的在设计方面，它能够第一时间为工业设计师准确表达设计思想和产品功能，在未来的工业设计中，设计师再也不用为设计一个产品浪费太多的时间和精力，工业设计会更加如鱼得水，而且消费者还可以通过它根据自己的需求量身定制产品，3D打印技术将成为制作业的发展新趋势，如果3D打印技术想把传统制造业完全颠覆过来，最重要还是看3D打印技术就必须投入到大规模的生产中，正是因为3D打印技术会给制造业带来如此多的好处，各国政府都致力于3D打印技术工业化研究，此外3D打印还有一个优点，那就是它可以依据个人情况量身定制，甚至可以在当地打印商品，让需求真正决定生产，人们需要采购什么，就在目的地精准打印，这省去了物流、配送、上货等时间，很大程度上解决了产能过剩问题并节省运输成本，将会减少很多上路的货运车辆，交通也可以得到一定的缓解，车辆对环境造成的污染也可以减轻；最后在教育方面，3D打印也有其独特的一面。中国的传统教育是应试教育，很难培养学生 关于“创新精神和创造力”的能力，纯粹的理论学习使学生的大脑僵化，学校应开设集设计和3D 打印于一体的“边学边做 ”的课程，把数学，物理课中的许多抽象概念通过让学生动手设计一些由3D 打印组件组成的小电路和小装置，这将使得课程变的有趣， 3D 打印机将激发新一代学生投身科学，数学，工程和设计的热情，继而造就一批学生工程师。 尽管3D打印技术对我们的生活有许多有利的影响，但是它带给我们的潜在威胁也不能弃之不顾。其中最大的威胁就是用3D打印技术打印枪支，因为3D打印机可以打印金属材料的物品，所以当人们拥有枪支的设计图纸时，人们很有可能通过3D打印技术打印枪支，这对于那些私自贩卖枪支属于违法行为的国家来说更是一个挑战，因为这些政府不好管理枪支了，一但犯罪分子能够生产枪支，这会给社会