爱上D打印想象无极限魔力无极限

1、i3DP爱上3D打印华北理工大学 赵定国 副教授2015-4想象无极限，魔力无极限3D打印技术 - 简介3D打印技术是一种新的打印技术，也可以称为新型产品制造技术，可以直接打印出电脑设计的 3D立体物品 。它的学术名称为快速成型技术、增材制造技术，是一种不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状，根据零件或物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术。3D打印是把某个东西“切“成无数叠加的片，然后一片一片的打印，叠加到一起，成为一个立体物体。因此3D打印更像是一个产品制造机器，未来应用前景广泛。发明历程 3D打印机是一位意大利名为恩里科迪尼的发明家设计的一种神奇的

2、打印机。为了测试这台大型打印机，恩里科迪尼为诺曼福斯特公司在阿布扎比建造的全球首个绿色乌托邦“马斯达尔城”，打印了一部分建筑的骨架外墙，结果证明完全可行。 现在，他正与诺曼福斯特建筑设计公司以及阿尔塔太空公司合作，研究设计一种可以使用月球尘埃打印的3D打印机，届时可以在月球上快速建造人类基地。恩里科迪尼（Enrico Dini）发展过程20世纪初期3D打印源自100多年前美国研究的照相雕塑和地貌成形技术，上世纪80年代已有雏形，其学名为“快速成型”。20世纪80年代在20世纪80年代中期，SLS被在美国德州大学奥斯汀分校的卡尔Deckard博士开发出来并获得专利。20世纪末期1995年，麻省理

3、工创造了“三维打印”一词，当时的毕业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机的方案，变为把约束溶剂挤压到粉末床的解决方案，而不是把墨水挤压在纸张上的方案。工作原理原材料一系列数字文件切片特殊的胶水3D模型打印过程计算机建模软件建模数据传到打印机并设置参数用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来将各层截面以各种方式粘合起来截面厚度约为100um,原材料的颗粒为50100um3D打印产品3D打印机的应用对象可以是任何行业，只要这些行业需要模型和原型。3D打印的实用价值正在各个领域逐渐被认可，工业设计、建模、艺术品、建筑、汽车、医疗. 美国科学家已经研发出了能打印皮肤

4、、软骨、骨头和身体其他器官的三维“生物打印机”。目前全球最先进的3D打印机，已可以用激光烧结直接制造复杂的朔料、金属和合金元件。新的三个有关3D打印的报道很吓人，一个是打印房子，另一个打印飞机，三是打印手枪。一名德国建筑师正在着手利用 3D 打印技术建造房子，他将计划使用砂和无机粘合剂将54个单独的建筑模块结合在一起，然后填入纤维混凝土。这幢房子就是一个“莫比乌斯环”天花板向前延伸成为地板，建筑内部延伸变成外墙。首款“3D打印小型无人驾驶飞机”SULSA打印枪支 这算是3D打印最引起争议的一项应用。美国一个名为Defense Distribute的团队目标是创造模型图，方便任何人下载，然后打印

5、出功能完备的军火。在去年11月，他们发布了一段测试视频并宣布首支3D打印军火将投入使用。但随后发生的校园枪击案令3D打印枪支的前途扑朔迷离。 全球首辆3D打印环保汽车，代号为Urbee。6名工程师在3周时间内就设计并通过3D打印制作了一辆时速可达141公里的赛车，这辆加速至100公里/小时只需要4秒，最高时速在141公里，重量280公斤的电动环保赛车。世界上第一辆3D打印 赛车“阿里翁”定制假肢在1997年的一部名为星河战队的好莱坞科幻影片中，那位大腿受伤的上尉直接将组织细胞打印到人体中，使其迅速补上缺损的肌肉和神经组织，加速伤口愈合。“3生物打印机”的问世使这种在科幻电影中只有23世纪才有的

6、技术，提前200年实现。打印下颚骨 比利时哈塞尔特大学的科研人员们已经成功为一名83岁的老妇人植入了3D打印而成的下颌骨。与传统的制作方法相较而言，3D打印技术耗费的材料更少，生产时间更短，往往只需数个小时便可以制出一只下颌骨。医疗 很有可能将有一天我们能够用3D打印机制造出像血管、肾脏、肝脏甚至心脏这样的大型人体器官。如果生物打印机能够使用病人自身的干细胞，那么器官移植后的排异反应将会减少。巴黎时装周今年首次展出了3D打印机的成果，是由时装设计师Iris van Herpen设计的当季作品。 世界第一套3D印刷、立即可穿的N12型比基尼 或许以后餐桌上的肉都将是3D打印的产物3D打印机究竟为

7、何物3D打印机，即快速成形技术的一种机器，它是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。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，意味着这项技术正在普及。机器的上半部分是个半透明的罩子，有一排控制按钮，旁边是一台电脑。掀起罩子，左边立着四盒不同颜色的墨水，右边的工作区摆放研磨得很细的石膏粉末。工作时，这些粉末会一层层地被液态连接体也就是特殊胶水粘合，按照不同的横截面图案固化，一层层叠加，感觉像是在做蛋糕那样创建三维实体。基本原理与现有技术眼下3D打印机有两种类型，一种是堆叠法，一种是烧结。原理基本都是多

8、层分片打印，而堆叠和烧结只是成型技术的区别。堆叠只能成型塑料、硅之类的材质，对固化反应速度有要求，而烧结可以利用激光的高温对金属粉末进行处理加工出金属材质的东西出来，实体可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。所以3D打印机和普通打印机，最大的区别是“墨水”。现有的3D打印技术能够实现600dpi分辨率，每层厚度只有0.01毫米，想完美地展现头发丝还是很困难的，但是做小零件、模型绰绰有余。技术的发展和粉末很有关系，材料越细，每一层就更薄，做出来的东西精度就越高。3D打印应用广泛医疗行业最近，一位83岁的老人由于患有慢性的骨头感染，因此换上了由3D打印机“打印”出来的下颚骨，这是世界上首位使用3

9、D打印产品做人体骨骼的案例。随着技术的发展，甚至可以打印出具有活性的人体组织等。科学研究美国德雷塞尔大学的研究人员通过对化石进行3D扫描，利用3D打印技术做出了适合研究的3D模型，不但保留了原化石所有的外在特征，同时还做了比例缩减，更适合研究。产品模型比如微软的3D模型打印车间，在产品设计出来之后，通过3D打印机打印出来模型，能够让设计制造部门更好的改良产品，打造出更出色的产品。建筑设计在建筑业里，工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的建筑模型，这种方法快速、成本低、环保，同时制作精美。完全合乎设计者的要求，同时又能节省大量材料。3D打印应用广泛制造业制造业也需要很多3D打印产品，因为3

10、D打印无论是在成本、速度和精确度上都要比传统制造好很多。而3D打印技术本身非常适合大规模生产，所以制造业利用3D技术能带来很多好处，甚至连质量控制都不再是个问题。食品产业没错，就是“打印”食品。研究人员已经开始尝试打印巧克力了。或许在不久的将来，很多看起来一模一样的食品就是用食品3D打印机“打印”出来的。当然，到那时可能人工制作的食品会贵很多倍。汽车制造业不是说你的车是3D打印机打印出来的(当然或许有一天这也有可能)，而是说汽车行业在进行安全性测试等工作时，会将一些非关键部件用3D打印的产品替代，在追求效率的同时降低成本。饰品/工艺品这是最广阔的一个市场。在未来不管是你的个性笔筒，还是有你半身

11、浮雕的手机外壳，抑或是你和爱人拥有的世界上独一无二的戒指，都有可能是通过3D打印机打印出来的。甚至不用等到未来，现在就可以实现医疗行业可以在手术中现场利用打印设备打印出各种尺寸的骨骼用于临床使用文物保护博物馆里常常会用很多复杂的替代品来保护原始作品不受环境或意外事件的伤害建筑业、制造业工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的建筑模型，这种方法快速、成本低、环保，同时制作精美食品业在不久的将来，很多看起来一模一样的食品就是用食品3D打印机“打印”出来的。可以在航天事业中应用应用领域纳米级别微型3D打印机 能制作纳米级别的微型结构，以最高的分辨率，快速的打印宽度，打印出不超过人类头发直径的三维

12、物体。家用3D打印机人们所想象出的任何形状，都能通过它变成现实，从而实现“个性化制造”。3D打印机器 6 7 近些年3D领域又出现一前瞻性产品3D打印台达PLC编程技术步进驱动器和步进电机伺服放大器和伺服电机计算机、传感器技术人机界面3D打印机基于台达PLC控制的3D打印机机械结构打印头Z轴方向X轴方向Y轴方向 热床国外的3D打印公司有哪些？Stratasys是一家在纳斯达克上市的全球最大专业级3D打印设备制造商。与Objet合并后，在销售规模上超过来自美国的3D systems公司，占据全球专业级3D打印设备市场近50%的份额。3D打印在国外发展已经比较成熟，下面介绍几家比较有特色的3D打印

13、公司：专业级3D市场寡头：StratasysMakerBot成立于2009年，通过出售1000美元出头的低端3D打印机、运营3D模型分享网站、开设线下体验店等一系列措施，创建了一个类似于“3D打印生态链”的体系，并迅速赢得普通消费者的青睐。低端3D打印推广者：MakerBot Formlabs使用液态光敏树脂进行立体光刻来进而实现精准打印。推出了一款价格仅为2699美元的高精密度打印机，其精确度达到了25微米。新工艺高精度3D打印先锋：Formlabs Mcor是世界上唯一一家使用办公用纸作为 3D 打印材料的公司。打印材料随手可得：Mcor 3D打印概念股3D打印技术在美国已经产业化，目前全

14、球有两家3D打印机制造巨头，分别Stratasys和3D Systems，均在美国纳斯达克上市 。随着3D打印技术的广泛应用，相关3D打印概念股也应运而生。 3D打印概念股受益名单 /programs/view/W-iQva9WuQw优势1、释放人类的创造力有了3D打印，人类可以更加专注于设计环节。设计师们无需花费积年累月学习制造手艺，也无需等待好几周由工厂生产原型产品，只需几小时就能将脑子中的创意转化为实物。优势2、降低小批量生产的成本有了3D打印机，将能够轻易制造已停产的老爷车零部件，而无需仅为一两个小零件花费高昂的成本重开生产线。传统的生产线只有在大规模生产时才能实现成本效率，而3D打印

15、1次的成本与打印1000次的平均成本没有两样。因此，生产量极少的高度定制化产品也是3D打印能够一展身手的领域。目前3D打印有什么优势？ 提高原材料和能源的使用效率,大大节省工业样品制作时间成本较高弯曲的面会比较粗糙（打出稍大一点的物体，再稍微经过表面打磨即可） 大幅降低生产成本,减少对环境的影响，几乎可打造任何形状的模型技术特性，优点每种技术都有各自的优缺点，因而一些公司会提供多种打印机以供选择。一般来说，主要的考虑因素是：打印的速度和成本，三维打印机的价格，物体原型的成本，材料以及色彩的选择和成本。可以直接打印金属的打印机价格昂贵，有时候人们会先使用普通的三维打印机来制作模具，然后用这些模具

16、制作金属部件。待解决问题1、价格因素大多数桌面级3D打印机的售价在2万元人民币左右，一些国内的仿制品价格可以低到6000元。但是据3D打印机代理商透露，国产的3D打印机虽然价格低，但质量很难保障。2、原材料3D打印不是一项高深艰难的技术。它与普通打印的区别就在于打印材料。材料的价格便宜的几百元一公斤，最贵的要四万元左右。3、社会风险成本如同核反应既能发电，又能破坏一样。如果什么都能彻底复制，也很恐惧。4.整个行业没有标准，研发成本和供货风险都很大，难以形成产业链。8 王华明教授主持的“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”项目获得国家技术发明一等奖，即用激光技术将钛合金逐层堆积，制造出钛合金飞机整体构件，是3D打印的核心技术,而传统制造方法是依靠锻造和机械加工，不断做“减法”。 近些年3D领域又出现一前瞻性产品3D打印 3D打印最新报道3D打印的未来展望 谢谢！作 业人员：5人一组