3d打印技术.pptx

3d打印技术 组员分工 起源与发展史 杨曼婷3d打印的限制因素 肖文筠3d打印的原理 黄南潮3d打印的应用 黄思琦3d打印过程 钟志达3d打印发展方向 黄诚朗ppt整合以及照片 视频查找 何明泽房城金 3d打印 即快速成型技术的一种 它是一种以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 3d打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的 常在模具制造 工业设计等领域被用于制造模型 后逐渐用于一些产品的直接制造 已经有使用这种技术打印而成的零部件 该技术在珠宝 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 枪支以及其他领域都有所应用 1 发展历史 3d打印技术出现在20世纪90年代中期 实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置 1986年 charleshull开发了第一台商业3d印刷机 1993年 麻省理工学院获3d印刷技术专利 1995年 美国zcorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3d打印机 2005年 市场上首个高清晰彩色3d打印机spectrumz510由zcorp公司研制成功 2010年11月 世界上第一辆由3d打印机打印而成的汽车urbee问世 2011年6月6日 发布了全球第一款3d打印的比基尼 1 发展历史 2011年7月 英国研究人员开发出世界上第一台3d巧克力打印机 2011年8月 南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3d打印的飞机 2012年11月 苏格兰科学家利用人体细胞首次用3d打印机打印出人造肝脏组织 2013年10月 全球首次成功拍卖一款名为 ono之神 的3d打印艺术品 2013年11月 美国德克萨斯州奥斯汀的3d打印公司 固体概念 solidconcepts 设计制造出3d打印金属手枪 2 原理技术 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 原理技术 3 打印过程 1 三维设计三维打印的设计过程是 先通过计算机建模软件建模 再将建成的三维模型 分区 成逐层的截面 即切片 从而指导打印机逐层打印 设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是stl文件格式 一个stl文件使用三角面来近似模拟物体的表面 三角面越小其生成的表面分辨率越高 ply是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器 其生成的vrml或者wrl文件经常被用作全彩打印的输入文件 3 打印过程 2 切片处理打印机通过读取文件中的横截面信息 用液体状 粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来 再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体 这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品 3 打印过程 3 完成打印三维打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够 在弯曲的表面可能会比较粗糙 像图像上的锯齿一样 要获得更高分辨率的物品可以通过如下方法 先用当前的三维打印机打出稍大一点的物体 再稍微经过表面打磨即可得到表面光滑的 高分辨率 物品 有些技术可以同时使用多种材料进行打印 有些技术在打印的过程中还会用到支撑物 比如在打印出一些有倒挂状的物体时就需要用到一些易于除去的东西 如可溶的东西 作为支撑物 4 限制因素 1 材料的限制虽然高端工业印刷可以实现塑料 某些金属或者陶瓷打印 但无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的 另外 打印机也还没有达到成熟的水平 无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料 研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展 但除非这些进展达到成熟并有效 否则材料依然会是3d打印的一大障碍 4 限制因素 2 机器的限制3d打印技术在重建物体的几何形状和机能上已经获得了一定的水平 几乎任何静态的形状都可以被打印出来 但是那些运动的物体和它们的清晰度就难以实现了 这个困难对于制造商来说也许是可以解决的 但是3d打印技术想要进入普通家庭 每个人都能随意打印想要的东西 那么机器的限制就必须得到解决才行 4 限制因素 3 花费的承担3d打印技术需要承担的花费是高昂的 第一台3d打印机的售价为1万5 如果想要普及到大众 降价是必须的 但又会与成本形成冲突 每一种新技术诞生初期都会面临着这些类似的障碍 但相信找到合理的解决方案3d打印技术的发展将会更加迅速 就如同任何渲染软件一样 不断地更新才能达到最终的完善 5 应用领域 1 海军舰艇2014年7月1日 美国海军试验了利用3d打印等先进制造技术快速制造舰艇零件 希望借此提升执行任务速度并降低成本 5 应用领域 2 航天科技2014年9月底 nasa预计将完成首台成像望远镜 所有元件基本全部通过3d打印技术制造 nasa也因此成为首家尝试使用3d打印技术制造整台仪器的单位 这款太空望远镜功能齐全 其50 8毫米的摄像头使其能够放进立方体卫星 cubesat 一款微型卫星 当中 据了解 这款太空望远镜的外管 外挡板及光学镜架全部作为单独的结构直接打印而成 只有镜面和镜头尚未实现 该仪器将于2015年开展震动和热真空测试 这款长50 8毫米的望远镜将全部由铝和钛制成 而且只需通过3d打印技术制造4个零件即可 相比而言 传统制造方法所需的零件数是3d打印的5 10倍 此外 在3d打印的望远镜中 可将用来减少望远镜中杂散光的仪器挡板做成带有角度的样式 这是传统制作方法在一个零件中所无法实现的 5 应用领域 3 医学领域3d打印头盖骨3d打印脊椎植入人体3d打印手掌治疗残疾3d打印心脏救活2周大先心病婴儿 5 应用领域 4 汽车行业2014年9月15日 世界上已经出现3d打印建筑 裙帽以及珠宝等 第一辆3d打印汽车也终于面世 这辆汽车只有40个零部件 建造它花费了44个小时 最低售价1 1万英镑 约合人民币11万元 5 应用领域 5 电子行业2014年11月10日 全世界首款3d打印的笔记本电脑已开始预售了 它允许任何人在自己的客厅里打印自己的设备 价格仅为传统产品的一半 这款笔记本电脑名为pi top 将会到2015年五月才会正式推出 但是 通过口耳相传 它现在已在两周内累计获得了7 6万英镑的预订单 但是 消费者必须首先拥有一台3d打印机 该打印机的价格仅为215美元 只有大型咖啡机大小 pi top套件的售价仅为180英镑 它包括一个模板 可以将纸片厚的薄塑料片叠加熔化 从而 打印 出笔记本电脑的外壳 5 应用领域 6 房屋建筑2014年8月 10幢3d打印建筑在上海张江高新青浦园区内交付使用 作为当地动迁工程的办公用房 这些 打印 的建筑墙体是用建筑垃圾制成的特殊 油墨 按照电脑设计的图纸和方案 经一台大型3d打印机层层叠加喷绘而成 10幢小屋的建筑过程仅花费24小时 6 发展方向 1 标准和标准的制定机构当一间实验室作出了图纸 需要拿出来共享时 会发现有太多的格式和标准了 因此 3d打印原型机这个领域看起来像是野蛮生长 毫无标准 2 开源的设计 配置和软件当有了统一的标准后 3d打印行业将会迎来开源 现在 太多的团队注