文档介绍：浅谈3D打印技术
【摘要】3D打印技术是一种新兴的快速成型技术,近一段时间以来受到了社会的广泛关注。文章简要介绍了3D打印技术的概念和其所依托的关键技术,概括了3D打印技术目前的发展现状和以后的发展前景。
【关键词】3D打印技术原理发展
近来,3D打印技术在发达国家兴起,前不久在网上流传的3D打印***,引来许多网友围观。3D打印现在已不再只是概念产物,全球已有不少公司推出了个人3D打印机,它已在平常生活中开始普及。3D打印技术将与其他数字化生产模式一起,推动第三次工业革命的实现。传统制造技术是“减材制造技术”,3D打印则是“增材制造技术”,它具有制造成本低、生产周期短等明显优势。
一、3D打印技术简介
3D打印技术是通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体的技术,与传统的去除材料加工技术不同,因此又称为添加制造。作为一种综合性应用技术,3D打印技术综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识,具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统,主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外,新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。
目前,3D打印技术主要应用于产品原型、模具制造,以及艺术创作、珠宝制作等领域,替代这些领域传统依赖的精细加工工艺。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外,在生物工程与医学、建筑、服装等领域,3D打印技术的引入也为创新开拓了广阔的空间。
二、3D打印技术所依托的关键技术
3D打印技术需要依托多个学科领域的尖端技术,主要包括以下方面:信息技术,即要有先进的设计软件及数字化工具,辅助设计人员制作出产品的三维数字模型,并根据模型自动分析出打印的工序,自动控制打印器材的走向;精密机械,即3D打印技术以“每层的叠加”为加工方式,产品的生产要求高精度,必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求;材料科学,即用于3D打印的原材料较为特殊,必须能够液化、粉末化、丝化,在打印完成后又能重新结合起来,并具有合格的物理、化学性质。
三、我国3D打印技术发展现状
近年来,我国积极探索3D打印技术的研发,初步取得成效。自20世纪90年代初以来,清华大学、西安交通大学、华中科技大学、华南理工大学、北京航空航天大学、西北工业大学等高校,在3D打印设备制造技术、3D打印材料技术、3D设计与成型软件开发、3D打印工业应用研究等方面,开展了积极的探索,已用部分技术处于世界先进水平。其中,激光直接加工金属技术发展较快,已基本满足特种零部件的机械性能要求,有望率先应用于航天、航空装备制造;生物细胞3D打印技术取得显著进展,已可以制造立体的模拟生物组织,为我国生物、医学领域尖端科学研究提供了关键的技术支撑。
在家用电器、汽车配件、通信技术、航天、军工等领域,3D打印技术被越来越多应用到产品研发和生产中。在医疗领域,国内高水平的医院使用3D打印技术,为患者提供定制的牙齿和骨骼替代物以及具有仿生性能的体内植入物。在教育领域,我国有很多高校购买了3D打印设备,开展多个学科的教育和研究工作。目前,中国已成为美国、日本、德国之后的3D打印设备拥有国。