3D打印行业技术产品及资本市场状况ppt课件.ppt

1、3D打印产业技术产品及资本市场情况，天梭厅，康邦奇，王立超，高廷2014年3月12日，1，美国发明家查克许可创建的“光固化快速成型”(SLA)，逐层叠加薄层，利用紫外线凝固后形成固体模型，2，政府主导、联邦政府和工业部门共同投资10亿美元，建立15个“制造创新中心”，组成创新网络。英国经济学人版第三次工业革命认为3D打印技术将与其他数字生产模式一起推动第三次产业革命的实现。美国“国家增材制造创新中心”成立于第一个“模型示范”创新中心剪刀，主张成为增材制造技术的全球优秀中心，提高美国制造的全球竞争力。3d打印是媒体和资本的新宠儿，从飞机、汽车、枪支、巧克力、比基尼到明星再创造型沙漠打印，“3D打

2、印机在未来取代了任何制造业，几乎取代了所有制造业”，3D打印和第三次工业革命，3，contents，4，3D打印技术是第三次英国工程师阿德里安鲍尔是世界上第一位发表3D打印机开源数据信息的科学家，他说：“下载以后想要什么的图纸，点击打印按钮，边喝咖啡边听音乐，剩下的都可以交给打印机。”快速成型技术的一个3D打印技术是以数字模型文件为基础，使用粉末金属或塑料等粘合材料，按层打印的方式构造物体的技术。过去在模具制造、工业设计等领域用于制造模型，逐渐用于部分产品的直接制造。美国马里兰大学学生的概念和原则，52013年3D打印机器鹰，俯冲，盘旋，2013年普林斯顿大学可以使用3D打印模仿耳朵听到电波，

3、2013年5月，3D打印火器违规美国参议员，立法呼吁，2013年5月10日在北京举行3D打印技术展览会，战斗机-15、珠宝、鞋子、工业设计、建筑、工程和建筑(AEC)、汽车、航空航天、牙科和医疗行业、教育、地理信息系统、土木工程、枪械及其他领域的3D技术、6，1，概念和原理，以及3D打印技术学术名称为快速成型技术(RP)，也称为增益制造技术(AM)。基本原理是分层制造，分层嵌套。通过设计、扫描等创建的3D模型沿着轴分成无限多个截面，然后逐层打印，堆积到原来的位置，形成类似于高级数学积分的实体三维模型。7，1，概念和原理，使用液体、粉末或板材材料逐层打印和粘合截面，标准文件为STL文件格式，8，

4、1，概念和原理，整个制造过程有3个链接，9，1，概念和原理，进一步制造，切割和铸造塑料差集制造一次成型，快速定制是一个重要的特征，它在小批量、多品种(个性化)生产中发挥了很大的优势。、传统制造、3D打印、10、1、概念和原理、打印机截面的厚度(即z方向)和平面方向X-Y方向的分辨率以dpi(每英寸像素)或微米计算，常规厚度，Objet Connex系列和3d Systems“ProJe系列”可以打印16微米薄平面方向，分辨率与激光打印机相似。分辨率对于大多数应用程序来说已足够(弯曲的表面(如图像中的齿)可能更粗糙)，要获得更高的分辨率，可以先创建稍大的对象，然后稍微摩擦表面，以获得具有平滑表面

5、的“高分辨率”项目。三维模型的分割结构，11，3D打印依赖于多方面的先进技术，至少包括以下三个方面：拥有先进的设计软件和数字工具，辅助设计人员创建产品的三维数字模型，根据模型自动分析打印过程，自动控制打印设备的方向。精密机器：3D打印加工为“每层叠加”。要生产高精度的产品，对打印设备的准确性和可靠性要求很高。材料科学：用于3D打印的原材料比较特殊，必须可以液化、粉末化、丝绸打印，打印完成后可以重新组合，具有合格的物理和化学性质。3D打印所需的关键技术，12，一是节省原材料和人工的“添加制造技术”，原只有1/3至1/2的材料打印速度快4倍。通过节省生产线和装配工序的一部分，可以减少人工成本。第二

6、种理论是，只要有计算机可以设计的形状，就可以制作可以在3D打印机上打印的各种形式的项目。2011年在加拿大展示的3D印刷车Urbee是干练的前卫流线型服装，引起了很多关注。3D打印的优点，13，1。工业制造：产品概念设计、原型制作、产品评审、功能验证；建立模具原型或直接列印模具，以直接列印产品。出现了用于3D打印的小型无人飞机、小型车等概念产品。3D打印用家电模型也用于企业的宣传、营销活动。2.文化创作及数字娱乐：形状和结构复杂，材质的特殊艺术表现载体。科幻电影阿凡达通过3D打印塑造了一些角色和道具，3D打印的小提琴接近手艺品的水平。3.航空航天，国防部队：形状复杂，尺寸精细，特殊性能的零件，

7、机构直接制造。4.生物医学：人工骨、牙齿、助听器、假肢等。消费品：珠宝、服装、鞋子、玩具、创意DIY作品的设计和制造。6.建筑工程：建筑模型气动测试和效果演示，建筑工程和施工(AEC)模拟。7.教育：模式验证科学假说，用于不同学科的实验、教学。北美洲一些中学、普通大学和军事大学使用3D打印机进行教育和研究。8.定制：基于web的数据下载、电子商务的定制打印定制服务。3D打印应用领域，14，2，3D打印技术方法，15，3D打印技术方法-FDM，热熔累积硬化成型方法(FDM)由Stratasys设计和制造，FDM技术由ABS，polycarbonate(这种热塑性材料被挤压为准熔体状态下的灯丝，并

8、附着在直接从3D CAD数据构建原型的堆栈基础上。此技术通常用于建模、装配、功能测试和概念设计。此外，FDM技术可以应用于校准和快速制造。准确性和可靠性FDM技术通常提供比SLA技术和PolyJet技术相同或更好的精度，并且被认为比SLS技术更好。表面精度FDM技术最明显的限制是表面抛光精度。因为是半熔融状态的塑料挤出成型，所以表面抛光精度比SLS的SLA和PolyJet粗糙。后加工FDM原型可以进行铣床加工、钻孔、磨削、车床加工等。如果有特殊的质量要求以补偿曲面精度不足并加强特征细节，用户通常会进行二次加工以改善原型细节。，16，3D打印技术方法LOM、LOM薄层成型、薄层制作根据3d CA

9、D模型各部分的轮廓，在计算机控制下发出控制激光切割系统的命令，使切割头在x和y方向移动。馈线结构将底部涂有热溶胶的箔片(如涂布纸、涂布纸陶瓷箔、金属箔、塑料箔)的一部分发送到工作台上。激光切割系统根据从计算机中提取的剖面轮廓，用二氧化碳激光束沿着轮廓线将工作台上的纸切成轮廓线，将纸的非工作文件区域切成小块。然后，通过热压，纸层被压缩并粘合在一起。升离支持成型的工件，各层成型后，减少纸张厚度，发送新的纸张层，粘合，切割。最后，形成了许多小废物块包围的三维圆形零件。然后清除，清除不必要的废物块，最终得到三维产品。叠层实体制作快速成型工艺适用于大中型圆形零件的制作，变形少，成型时间短，激光寿命长，制

10、作物具有适合产品设计概念建模和功能测试零件的良好机械特性。而且，制造的零件具有木材特性，特别适合直接制造沙型铸造模具。层次实体制造(LOM)的优点包括(1)成型速度快。由于无需使用激光束沿物体轮廓切割和扫描整个横截面，成型速度快，因此常用于加工内部结构简单的大型零件。(2)样机精度高，翘曲小。(3)原型能承受200摄氏度，硬度高，机械特性好。(4)无需设计和建造支撑结构。(5)可加工。(6)废料容易剥落，不需要后固化处理。(7)可以创建大的原型。(8)原材料价格便宜，原型制作成本低。LOM的缺点(1)无法直接建立塑胶原型。(2)样机的抗拉强度和弹性不足。(3)原型吸湿性强，容易膨胀，成型后要尽

11、快进行表面防潮处理。(4)原型表面有步进纹理，造型精密，多曲面零件难以制作，成型后需要表面抛光，17，3D打印技术方法3DP由美国麻省理工学院Emanual Sachs等开发。E.M.Sachs于1989年申请了非成型材料微滴喷射成形领域的核心专利之一-三维印刷(3DP)专利。使用3DP技术的供应商，主要是zcrorporation corporation、EX-ONE公司等Zprinter、r系列3D打印机，主要可以使用更多材料(如石膏、塑料、陶瓷、金属等)，还可以打印彩色零件，在成型过程中，未粘合粉末起到支持作用，形成内部复杂形状的零件这些打印机通过多个喷嘴和喷嘴提高了速度。3d打印(3D

12、P)优点：(1)成型速度快，成型材料便宜，适合台式快速成型设备。(2)在粘结剂中添加色素，可以制作出该工艺最具竞争力的特征之一的彩色原型。(3)成型过程不需要支撑，过分的粉末去除更加方便。特别适用于建立母模仁的复杂原型。3DP缺点：强度低，只能进行概念模型，不能进行功能测试，3DP工艺类似于SLS工艺，使用陶瓷粉末、金属粉末等粉末材料成型。不同之处在于材料粉末不是通过烧结连接的，而是通过喷嘴，用硅胶等粘合剂将零件的截面“打印”在材料粉末上。用胶水粘合的零件强度低，需要后处理。具体工序如下。上一层接合完成后，成型圆筒降低一个距离(层厚度：0.0130.1mm)，粉末圆筒上升一个高度，推出几个粉末

13、，被包装的滚筒推到成型圆筒上，压平，压缩。喷嘴在计算机控制下，按下一施工部分的成型数据，选择性地喷射粘结剂制作方面。铺粉辊时，多余的粉末由碳粉收集装置收集。粉末供应、粉末包装和喷涂粘结剂持续进行三维粉末粘接。没有喷雾粘结剂的地方是干粉，成型过程中支持，成型结束后更容易去除。Objet的“多边形”技术也是3dr过程的一种，不同之处在于它使用不同的感光数值材质、橡胶、ABS等材质。该技术的特点是生成精度高。18，3D打印技术方法-OBJet打印原理，OBJet使用打印机喷嘴将非常薄的液体塑料层喷射到模具托盘上，以便在下一层堆栈中使用。这种涂层放置在紫外线下。19，3D打印技术方法-objet打印原

14、理，20，3D打印技术方法-objet打印原理，21，3D打印技术方法-objet打印原理，22，3D打印技术方法-objet打印原理，23，3D打印技术方法-SLA，sllSLA使用特定波长和强度的激光聚焦在光固化材料表面，从点到线，从线到面依次凝固，完成一个级别的绘图工作，然后升降机垂直移动一层高度，使另一面硬化。这样的重叠会产生3d实体。SLA是使用液体光敏树脂原料最早的实用快速成型技术。首先通过CAD设计3d实体模型，使用离散程序剖切模型，设计扫描路径，生成的数据精确控制激光扫描仪和升降机的移动。第二，激光束根据通过NC设备控制的扫描仪设计的扫描路径照射液体感光树脂表面，在表面特定区域

15、内固化树脂层，然后加工一层，产生零件的一个截面。然后电梯下降一定距离，硬化层复盖液体树脂的另一层，第二层牢牢地粘合到之前的硬化层，层层叠加成三维工件圆形；最后，将原型从树脂中取出，最终凝固后，抛光，电镀，粉刷，上色，就能得到所需的产品。SLA技术的优点1)光固化成型法是第一个出现的快速成型过程，成熟程度高，并经过了时间的测试。2)直接用CAD数字模型构建原型，加工速度快，产品生产周期短，无需切削工具或模具。3)可以加工结构复杂或传统方法难以成型的圆形和模具。视觉化CAD数位模型，以降低修正错误的成本。4)为实验提供了可验证和检查计算机模拟计算结果的试样。5)用于自动化操作的远程控制的在线操作。SLA技术的缺陷1)SLA系统成本高，使用和维护成本太高。2 )SLA系统是运行液体的精密设备，对工作环境要求很高。成型品大部分是树脂类，强度，刚性，耐热性有限，对长期保管不好。3)预处理软件和驱动软件运算多，加工效果和关联性太高。4)软件系统复杂，难以启动。您使用的文件类型对广泛的设计师来说并不熟悉。24，3D打印技术方法SLS、粉末材料选择性烧结、粉末材料选择性烧结是利用二氧化碳激光选择性烧结粉末材料(与塑料粉末等粘结剂混合的粉末)的快速成型方法，从而将三维实体逐层集成。选择性