3D打印技术基础课件 3.6.光固化成型技术未来发展与热点

打印技术主讲人：光固化成型技术未来发展与热点光固化成型技术未来发展向日常消费品制造方向发展1随着3D打印成本的逐步降低，各种高性能材料的广泛应用，3D打印将逐渐融入人们的日常生活中，个性化消费品打印将成为一种时尚和潮流，有着非常广泛的应用前景。光固化成型技术未来发展向功能零件制造发展23D打印从最初的原型制造，向具有使用功能的零件直接制造发展，采用激光束直接熔化金属粉末堆积成形技术，可直接制造复杂结构的金属功能零件。我国在大型钛合金复杂结构件的3D打印技术，具有国际领先水平。光固化成型技术未来发展向智能化装备发展3

3D打印设备的智能化提高是产品精度，市场普及的重要因素，未来3D打印技术将在制造过程、工艺参数、材料匹配及软件功能上向自动化和智能化方向发展。光固化成型技术未来发展

3D打印技术在生物假体与组织工程上，有着巨大的应用潜力，它不仅可以打印人体的骨骼，还可以打印细胞。英国研究人员已经利用3D打印技术打印出人体胚胎干细胞，并用这些干细胞制造出骨髓和皮肤。我国首台细胞三维组装机已经在清华大学研制成功。向细胞打印发展4光固化成型技术未来发展向太空应用发展5美国MadeinSpace公司和美国航空航天局（NASA）合作，研制开发太空零重力3D打印机，2011年已经开始进行试验，计划2014年走出地球，前往国际空间站使用。人们设想未来使用太空3D打机，利用太空回收垃圾或者小行星材料从零开始制造轨道飞行器。另外，欧洲航天局计划使用3D打印技术建造一座月球基地。光固化成型技术未来热点大型复杂金属构件1掌握高性能大型复杂整体关键构件增材制造变形开裂预防、力学性能控制、大型装备研发、技术标准建立等关键技术，实现在飞机，航空发动机、导弹、卫星、船舶、轨道交通等重大装备中的工程应用。光固化成型技术未来热点大型复杂金属构件1案例：名称：大叶片原材料：镍基高温合金尺寸：50mm×30mm×933mm重量：3.2kg成形时间：168h该零件是以航空发动机中空叶片为原型设计，叶片总高度为933mm，横截面最大弦长183mm，内部中空，以21排成45角度的薄肋进行加固处理（从叶片一侧的剖面可以看出）。采用金属3D打印技术进行打印，一次成形，内部致密，整个叶片中空设计使得叶片重量减轻75%，可以极大地提高了航空发动机整体重量，然而机械强度并没有减弱，与铸件相当。光固化成型技术未来热点复合材料和复合结构构件2案例：碳纤+PETG碳纤+PLA碳纤+PC从材料设计到工艺优化，从控形到控性。采用理论模拟和试验相结合的方式研究偏离平衡条件下界面的应力变形关系，以及多材料、多尺度功能梯度结构的宏微观界面问题，得以在航空航天、汽车、医疗领域的可靠应用。光固化成型技术未来热点太空打印3太空打印将克服现有太空装备采用火箭运载发射在载物、体积、成本上的限制，同时可以克服地面发射方式对太空装备结构、强度及功能限制，实现太空装备结构与功能的一体化制造，为太空探索提供高效、可靠、低成本的“太空制造”，并探索吧制造活动搬上太空。需要突破太空微重力、大温变、强辐射和高真空的极端环境下的3D打印关键工艺技术，并开发适合太空3D打印专有的材料体系、专用设备。光固化成型技术未来热点太空打印3美国宇航局（NASA）在太空国际空间站运用3D打印技术成功打印出印着“太空制造/NASA”字样的铭牌，这让科学家们看到了国际空间站自我打印零部件的希望曙光。据悉，这台3D打印机于2014年11月17日由宇航员巴里·维尔莫安装在国际空间站，并于25日成功完成了这个作品。光固化成型技术未来热点4D打印4航空航天、尖端武器、生物科学、材料科学、机器人等多领域需要自变形、自组装的成型技术，4D打印技术将设计内置到物料当中，实现复杂构件的降维打印成型，成型后在宏观尺寸上自我重组装，简化从设计理念到实物的造物过程，实现产品设计、制造和装配的一体化融合。光固化成型技术未来热点维纳3D打印5复杂三维微纳结构在微纳机电系统、生物医疗、组织工程、新材料、新能源、高清显示、微流控器件、微纳光学器件、微纳传感器、微纳电子、生物芯片、光电子和印刷电子等领域有着巨大的产业需求,然而现有的各种微纳制造技术无论从技术层面还是在生产率、成本、材料等方面还难以满足高效、低成本批量化制造复杂三维微纳结构的工业级应用的需求.高效、低成本批量化制造复杂三维微纳结构(尤其是大面积复杂三维微纳结构)一直被认为是一项国际化难题,也是当前国际上学术界和产业界的研究热点,以及亟待突破的瓶颈问题.微纳尺度3D打印(微纳结构增材制造)在复杂三维微纳结构、高深宽比微纳结构以及复合材料三维微纳结构制造方面具有突出的潜能和优势,而且还具有设备简单、成本低、可使用材料种类多、无需掩模或模具、直接成形的优点光固化成型技术未来热点维纳3D打印5微光学器件微流控器件超轻多功能材料光固化成型技术未来热点生物3D打印6其发展历程主要有四个阶段，第一阶段，利用3D打印技术打印简单术前模型，辅助医生诊断（目前仍在应用）；第二阶段，选择具有生物相容性且没有降解性的植入物材料（应用比较广泛，暂时无法替代）；第三阶段，利用生物