3d打印

3D打印机的工作原理是通过将数字模型切割为薄片,然后逐层打印这些薄片,一层一层地叠加,最终形成一个完整的实体物体。它的操作简单,只需通过计算机软件将3D模型发送给打印机,并选择合适的材料,打印机就能够自动完成打印过程。

国际上ISO/ASTM认可七种不同类型的增材制造技术：

1、光固化——紫外光通过逐点或逐层的光照,选择性地固化液态树脂；

2、粉末床熔合（PBF）——使用能量源（通常是激光或电子束）将粉末状金属或聚合物熔合在一起；

3、粘合剂喷射——沉积在金属粉末或沙子上的粘合剂形成了几何形状；对于金属,通常在打印之后还需要进行烧结,以熔化粉末；

4、材料喷射——材料的液滴被精确地沉淀下来,以建立一个几何体；

5、片材层压——通过超声波焊接、钎焊、粘合剂或化学手段将材料片材堆叠并层压在一起；

6、材料挤出——聚合物长丝或颗粒等材料被加热并通过喷嘴挤出；

7、定向能量沉积（DED）——金属粉末或金属丝被送入由激光或电子束产生的熔池中,过程类似于焊接。

另外,"混合制造"描述了一种,将增材制造与传统的减材技术相结合的工艺。例如,一台数控机床可以配备一个DED打印头,使同一台机器既能3D打印材料又能铣削。

同时,这七个系列中的每一个都有不同的3D打印细分类别。例如,定向能量沉积（DED）可以使用粉末或线材,用于制造金属零件。光固化则包括立体光刻技术（SLA）和数字光处理（DLP）等类别,SLA是点扫描,而DLP一次固化一层。

1、建模

建模是将物体的数字模型创建出来的过程。这个过程可以通过计算机辅助设计(CAD)软件来完成。在CAD软件中,用户可以创建出物体的数字模型,并对其进行编辑和修改。数字模型可以是任何形状和大小,从简单的几何形状到复杂的有机形状都可以。

2、切片

切片是将数字模型分解成一系列的薄层的过程。这个过程可以通过切片软件来完成。在切片软件中,用户可以设置每一层的厚度和其他参数。切片软件将数字模型分解成一系列的薄层,并将每一层转化为一组指令,这些指令将用于控制3D打印机的打印过程。

3、打印

打印是将数字模型转化为实体物体的过程。这个过程可以通过3D打印机来完成。在3D打印机中,打印材料被加热到熔点,并通过喷嘴喷出来。喷嘴沿着每一层的路径移动,并将打印材料逐层堆积起来,直到整个物体被制造出来。

1、制造业和工业应用：3D打印技术在制造业中主要用于原型制作、快速制造和小批量生产。它可以制造复杂的零件、模具、工具,如发动机部件和座椅支架,从而降低制造成本和提高生产效率。

2、医疗领域：在医疗领域中,3D打印技术具有巨大潜力。它可以用于制造个性化的医疗器械、植入物、义肢和假体,据患者的身体结构定制,以提供更好的适配性和舒适性。此外,3D打印还可以用于生物打印,如组织工程和器官移植的研究。

3、航空航天业：3D打印技术在航空航天领域中用于制造复杂的零件、轻量化结构和引擎部件。它可以提高航空航天设备的性能,并减少部件的重量。

4、汽车工业：汽车制造商主要使用3D打印技术来制造原型、定制零件和生产工具,如仪表盘面板和车门把手。这有助于加快汽车开发周期,降低成本并提高生产效率。

5、建筑业：3D打印技术在建筑领域中被用于打印建筑结构和构件,如预制混凝土墙板和建筑外观装饰。这可以降低建筑成本、加快施工速度,并且可以实现更复杂和创新的设计。

6、消费品：3D打印技术可以用于制造个性化的消费品,如定制的鞋子、眼镜、珠宝和家居用品。

7、教育和研究：3D打印技术在教育和研究领域中被广泛用于制作教学模型、实验装置和科研原型。

8、艺术和文化：艺术家和设计师使用3D打印技术来创作艺术品、雕塑和装置艺术。这种技术为创意性和独特性的表达提供了新的途径。

9、食品业：3D打印技术在食品领域中被用于制作特殊形状和结构的食物,如巧克力、糖果和面点。

10、能源和环保：3D打印技术可以用于制造能源设备的部件,如太阳能板支架。此外,废旧塑料可以被3D打印技术转化为可再利用的产品,减少废弃物的产生。

尽管3D打印技术目前已经成熟,并在各个领域得到广泛应用,但随着科技技术的不断发展,3D打印技术的未来还将迎来更广泛、更具创新性的应用。随着3D打印机不断向高速、多样化、无人化方向发展,未来的3D打印技术将可以推进制造业、医疗、数字艺术和消费市场的更多领域。此外,智能化技术的应用和高质材料的研发也将推动3D打印技术更快地向前发展。