什么是3D打印技术?

过去几年来,3D技术已经从小众化的专业化工具转变为全新的制造和关键实验方法。

这种启蒙的过渡正在开始使几乎每个行业都发生革命性的变化。即使那些似乎不可能融入3D的领域也在逐渐尝试3D实现和建模。虽然不可能准确预测未来的发展方向,但是对于那些想要观看这场新的工业革命的人来说,还有一些特别感兴趣的领域,特别是这些发展可能会影响到未来生活方式。

虽然大部分 3D打印 项目都是以创造相对较小的物体,但企业通常会分支到更大的产品中。运输行业就是一个这样的例子。荷兰的一座桥梁最近用一台 3D打印机 来建造,而不是传统的装配技术。

尽管这座桥比较小,但它证明了3D打印可能会给建筑业带来革命性的变化。这个具体的项目也使用了比使用传统方法所需要的明显更少的具体项目,这既提供了环境效益也提高了经济效益,其他项目可能利用3D打印机也应考虑到这些效益。

3D技术也已经进入铁路,航空以及其他依赖复杂组件的交通工具。传统上,替换零件价格昂贵,并且采购时间较慢,因为市场只能支持少数几家由于需求有限而不能提前生产大量零件的制造商。与传统制造商相比,现代打印机在打印车辆和铁路部件的替换部件方面通常更快且更便宜。

这样可以减少运营成本,这样可以将列车线路扩展到过去无法支持的地区。这也可以让公司降低成本价格。随着时间的推移,你可能会发现自己漫步在3D打印的桥上,或者坐在带有3D零件的火车上。

由于其经济意义和环境的必要性,研究人员将重点放在能源领域。尽管早在上个世纪八十年代3D打印的雏形,但现代3D打印先驱们正在迎头赶上3D技术所呈现的迫切需要的能源机遇。目前各家公司正在研究其有用的能源应用,并已经找到多种方法来潜在地降低发电相关的成本。

太阳能是一个特别有前途的领域,但是目前它的安装成本很高。一个研究小组开发了一种3D打印太阳能电池的方法,这有可能大大降低成本。打印过程是复杂的,因为它依靠生产电池和导电层,允许电流从电池流出并进入更大的系统,但仍然比传统生产便宜。该技术还没有做好部署的准备,因为这些单元并不像传统的版本那样高效,但很可能在不久的将来就可以推广开来。

研究人员还找到了打印电路的方法,这是所有电子设备所必需的。这是一个有价值的发展,不仅因为它降低了生产成本,而且因为它允许更高的精度。目前的制造方法使得工程师使用不常用的部件变得困难和昂贵,因为特殊的生产可以快速地花费成本。这种技术将允许工程师简单地打印他们需要的任何部件,包括那些用传统方法难以做到的部件。这个过程为制造能源组件带来了新的机遇,并可能导致每个依靠电子设备的行业(包括一些可能已经在您家中的行业)的改进。

环境科学与气候变化研究

运输和能源方面的许多创新都是通过节约资源来抵制和抑制气候变化。3D打印机当然有潜力协助这项重要的工作,并且已经以间接的方式在其他领域进行,但是他们也有可能以更直接的方式提供帮助。

甲烷是造成气候变化影响的最危险的温室气体之一。部分危险来自其效力,但更大的问题是,来源不够,人们希望有所缓和。汽车排放,化工业和其他农业部门每年都会释放出大量的甲烷。

幸运的是,研究人员正在研究一种生产分解甲烷的方法。他们使用3D打印机制作 使用甲烷加工微生物将甲烷转化为无害有机化合物的生物膜。实质上,它们起到了从空气中提取甲烷的过滤器的作用。这个方法还在研发中,因为用微生物打印是一个新的领域,但是目前的研究是非常有希望的,相信研究人员将会成功实现他们的目标。谁都没有想到3D打印会触及你呼吸的空气?

3D打印机即将给这些行业带来巨大的变化,因此有可能影响到全人类。

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其实说到3D打印技术,相信很多人多少都有所耳闻。3D打印,又名增材制造,是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。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“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。
说的通俗易懂一点,3D打印技术就像我们小时后捏泥人一样,不过它用的耗材可不是泥巴,而是塑料丝或者是金属粉末,熔化后然后一点一点堆起来,根据事先在电脑上设计的形状,打印出你想要的物体。所谓的3D打印汽车,就是应用3D打印技术制造出来的汽车。

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天津天易多维科技有限公司介绍,3DP工艺与SLS工艺类似,也采用粉末材料成形,如石膏粉末,塑料粉末等。所不同的是材料粉末不是通过烧结连接起来的,而是通过喷头用粘接剂(如硅胶)将零件的截面“印刷”在材料粉末上面。用粘接剂粘接的零件强度较低,还须后处理加固。

【3D打印技术之3DP原理】:

在开始加工前,先在工作平台上铺一层白色的粉末材料,然后设备喷头在计算机控制下按照截面轮廓对实心部分所在的位置喷上粘接剂和色彩,使粉末颗粒粘接在一起并带上色彩,很像平面打印图案的形式。一层材料粘结完毕后,成型缸下降一个距离(等于层厚:0.013~0.1mm),供粉缸上升一高度,推出若干粉末,并被铺粉辊推到成型缸,铺平并被压实。喷头在计算机控制下,按下一建造截面的成形数据有选择地喷射粘结剂建造层面。铺粉辊铺粉时多余的粉末被集粉装置收集。如此周而复始地送粉、铺粉和喷射粘结剂,最终完成一个三维粉体的粘结。未被喷射粘结剂的地方为干粉,在成形过程中起支撑作用,且成形结束后,比较容易去除。回收的粉末材料可以重复利用,减少浪费。

【3DP技术的优点】:

1) 无需激光器等高成本元器件。成本较低,且易操作易维护。

2) 加工速度快,可以25毫米/小时的垂直构建速度打印模型。

3) 可打印彩色原型。这是这项技术的最大优点,它打印彩色原型后,无需后期上色,目前市面上的3D体验馆中3D打印人像基本采用此技术。

4) 没有支撑结构。与SLS一样,粉末可以支撑悬空部分,而且打印完成后,粉末可以回收利用,环保且节省开支。

5) 耗材和成形材料的价格相对便宜,打印成本低。

【3DP技术的缺点】:

1) 石膏强度较低,不能做功能性材料。且打印成品易碎。

2) 表面手感略显粗糙,这是以粉末为成形材料的工艺都有的缺点。

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