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欢迎来到3DPI的初学者3D打印指南。江南平台版江南平台版无论您是3D打印技术的新手还是只是想缩小一些知江南平江南平台版台版识差距,我们都很高兴您停下来。到目前为止,我们大多数人都在某种程度上听说过3D打印的潜力。江南平台版江南平台版但是在本指南中,我们提供了对3D打印的历史和现实的见解-过程,材料和应用-以及对它可能走向的地方的测量想法。江南平台版江南平台版我们希望您会发现这是最全面的3D打印资源之一,无论您的技能水平如何,这里都会有足够的资源来满足您的需求。江南平台版江南平台版

你准备好了吗?我们开始吧!

01 - 江南平江南平台版台版3D打印基础

江南平江南平台版台版《金融时报》和其他消息来源称,3D打印——也被称为增材制造——的潜在规模超过了互联网。有些人认为这是真的。许多人认为,这是围绕这个非常令人兴奋的技术领域存在的非凡炒作的一部分。那么到底什么是3D打印,谁通常会使用江南平江南平台版台版3D打印机?江南体育娱乐官方网站

概述

3D打印这个术语涵江南平江南平台版台版盖了a一系列流程和技术这提供了一个全方位的能力,以生产不同的零件和产品材料.从本质上讲,所有的工艺和技术都有一个共同之处,那就是在加法过程中逐层进行生产的方式,这与涉及减法或成型/铸造过程的传统生产方法形成对比。应用程序3D打江南平江南平台版台版印技术几乎每天都在出现,而且随着这项技术继续在工业、制造商和消费领域更广泛、更深入地渗透,这种情况只会增加。这一技术领域的大多数知名评论员都认为,截至今天,我们才刚刚开始看到3D打印的真正潜力。江南平台版江南平台版3DPI是3D打印的可靠媒体来源,为您带来所有最新的新闻,观点,工艺江南平江南平台版台版开发和应用,因为它们出现在这个令人兴奋的领域。这篇概述文章旨在为3DPI的读者提供一个可靠的3D打印背景知识,包括它是什么(技术,工艺和材料),它是什么江南平台版江南平台版历史、应用领域及效益

导言-什么是3D打印?江南平台版江南平台版

江南平江南平台版台版3D打印是一种从三维数字模型制造物理对象的过程,通常是通过铺设许多连续的薄层材料。它通过添加一层又一层的材料将数字对象(其CAD表示)带入其物理形式。

3D打印对象有几种不同的技术。3D打印带来了两个基本的创新:以数字格式操作对象和通过添加材料制造新形状。江南平台版江南平台版

数字

+

加法制造

科技对人类近代史的影响可能超过任何其他领域。想想电灯泡、蒸汽机,或者后来的汽车和飞机,更不用说万维网的不断兴起了。这些技术在许多方面改善了我们的生活,开辟了新的途径和可能性,但通常需要时间,有时甚至需要几十年,才能使技术的真正破坏性变得明显。

人们普遍认为,3D打印或增材制造(AM)具有成为这些技江南平江南平台版台版术之一的巨大潜力。江南平江南平台版台版3D打印现在已经被许多电视频道、主流报纸和在线资源所覆盖。一些人声称3D打印将终结我们所知道的传统江南平江南平台版台版制造业,彻底改变设计,并对我们的日常生活产生地缘政治、经济、社会、人口、环境和安全方面的影响,这到底是什么?

3D打印背后最基本、最与众不同的原则是,它是一种增材制造过程。江南平台版江南平台版这确实是关键,因为3D打印是一种完全不同的制造方法,它基于先进的技术,江南平江南平台版台版在亚毫米尺度上逐层增加零件。这与任何其他现有的传统制造技术根本不同。

传统制造业普遍以人力劳动和手工制造为基础,存在许多局限性。这种意识形态可以追溯到法语“制造”一词本身的词源。然而,制造业的世界已经发生了变化,机械加工、铸造、成形和成型等自动化过程都是(相对)新的、复杂的过程,需要机器、计算机和机器人技术。

然而,这些技术都需要从更大的块中减去材料,无论是为了实现最终产品本身,还是为了生产铸造或成型过程的工具,这是整个制造过程中的一个严重限制。

对于许多应用,传统的设计和生产过程施加了许多不可接受的限制,包括上面提到的昂贵的工具,夹具,以及对复杂零件的组装需求。此外,减法制造工艺,如机械加工,可导致高达90%的原始材料被浪费。相比之下,3D打印是一个直江南平江南平台版台版接创建对象的过程,根据使用的技术,通过各种方式逐层添加材料。简化3D打印背后的意识形态,对于任何仍然试图理解这个概念的人来说江南平江南平台版台版(有很多),它可以被比作用乐高积木自动建造东西的过程。

江南平江南平台版台版3D打印是一种使能技术,它鼓励和推动创新,具有前所未有的设计自由,同时是一个无工具的过程,降低了高昂的成本和交货时间。可以专门设计组件,以避免在没有额外成本的情况下创建具有复杂几何形状和复杂特征的装配要求。江南平江南平台版台版3D打印也正在成为一种节能技术,可以在制造过程本身方面提供环境效率,利用高达90%的标准材料,并通过更轻,更坚固的设计在整个产品使用寿命中提供环境效率。

近年来,3D打印已经超越了工业原型江南平江南平台版台版和制造过程,因为这项技术已经变得更容易被小公司甚至个人使用。由于拥有3D打印机的规模和经济效益,曾经是大型跨国公司的领域,现在可以以低于1000美元的价格购买较小(功能较差)的3D打印机。江南体育娱乐官方网站

这为更广泛的受众打开了技术的大门,随着各方面的指数采用率继续快速增长,越来越多的系统、材料、应用、服务和辅助设备正在出现。

02 -3D打印的历史江南平台版江南平台版

最早的3D打印技术在20世江南平江南平台版台版纪80年代末首次出现,当时它们被称为快速成型(RP)技术。这是因为该过程最初被认为是为工业内的产品开发创建原型的一种快速且更具成本效益的方法。有趣的是,RP技术的第一个专利申请是由Kodama博士于1980年5月在日本提出的。对于Kodama博士来说,不幸的是,完整的专利说明书在申请后的一年截止日期之前没有提交,考虑到他是一名专利律师,这是特别灾难性的!然而,实际上,3D打印的起源可以追溯到1986年,当时立体光刻设备(SLA)获江南平江南平台版台版得了第一项专利。这项专利属于一个人查尔斯(查克)赫尔他于1983年首次发明了SLA机器。赫尔后来共同创立了3D系统公司,这是当今3D打印领域最大、最多产的组织之一。江南平台版江南平台版

3D系统公司的第一个商用RP系统SLA-1于1987年推出,经过严格的测试,这些系统中的第一个于1988年销售。作为新技术的典型,虽然SLA可以声称是第一个越过起跑线,但它并不是当时唯一正在开发的RP技术,因为在1987年,卡尔迪卡。他在美国申请了选择性激光烧结(SLS) RP工艺的专利。这项专利于1989年颁发,SLS后来被授权给DTM公司,该公司后来被3D系统公司收购斯科特嘎吱声Stratasys Inc.的一位联合创始人申请了熔融沉积建模(FDM)的专利,该专利技术至今仍由该公司持有,但也是许多入门级机器使用的工艺,基于开源的RepRap模型,如今已经非常流行。FDM专利于1992年颁发给Stratasys。在欧洲,1989年在德国也成立了EOS GmbH汉斯·兰格.在尝试了SL工艺之后,EOS的研发重点放在了激光烧结(LS)工艺上,该工艺不断发展壮大。今天,EOS系统因其用于工业原型和3D打印生产应用的高质量输出而享誉全球。江南平台版江南平台版EOS于1990年销售了第一台“立体声”系统。该公司的直接金属激光烧结(DMLS)工艺源于与芬兰伊莱克斯的一个部门的最初项目,该部门后来被EOS收购。

其他3D打印江南平江南平台版台版技术和工艺也在这几年出现,即最初由William Masters获得专利的弹道颗粒制造(BPM),最初由Michael Feygin获得专利的层压物体制造(LOM),最初由Itzchak Pomerantz等人获得专利的固体地面固化(SGC)和最初由Emanuel Sachs等人获得专利的“三维打印”(3DP)。因此,90年代初,RP市场上出现了越来越多的竞争公司,但今天只剩下三家原创公司——3D Systems、EOS和Stratasys。

在整个20世纪90年代和21世纪初,大量的新技术继续被引入,仍然完全专注于工业应用,虽然它们仍然主要是原型应用的过程,但研发也由更先进的技术提供商进行,用于特定的工具,铸造和直接制造应用。这见证了新术语的出现,即快速模具(RT),快速铸造和快速制造(RM)。

在商业运营方面,Sanders Prototype(后来的Solidscape)和ZCorporation成立于1996年,Arcam成立于1997年,Objet Geometries成立于1998年,MCP Technologies(一家成熟的真空铸造OEM)于2000年引入了SLM技术,EnvisionTec成立于2002年,ExOneSciaky成立于2005年,是Extrude Hone Corporation和Sciaky Inc的分拆公司,基于其专有的电子束焊接技术开创了自己的增材工艺。这些公司都扩大了在全球市场上运营的西方公司的规模。该术语也随着制造应用的激增而发展,所有工艺的公认总称是增材制造(AM)。值得注意的是,东半球发生了许多类似的事态发展。然而,尽管这些技术本身意义重大,并在当地取得了一些成功,但当时并没有真正影响全球市场。

在2005年前后,该行业开始显示出明显的多元化迹象,其中有两个特定的重点领域在今天得到了更明确的定义。首先是高端的3D打印,仍然是非常昂贵的系统,这是面向高价值,高度工江南平江南平台版台版程化,复杂零件的零件生产。这仍在进行中,而且还在不断增长,但随着多年的研发和认证现在取得成效,其成果现在才真正开始在航空航天、汽车、医疗和高级珠宝行业的生产应用中显现出来。很多事情仍在保密或保密协议(NDA)之下。在光谱的另一端,一些3D打印系统制造商正在开发和推进“概念建模”,因为他们当时被称为。江南平台版江南平台版具体来说,这些3D打印机一直专注于改进概念开发和功能原型江南体育娱乐官方网站,专门开发为办公和用户友好,成本效益高的系统。这就是今天台式电脑的前奏。然而,这些系统仍然非常适合工业应用。

回想起来,这真的是暴风雨前的平静。

在低端市场——目前被视为中档的3D打印机——一场价格战随着打印精度、速度和材料的江南体育娱乐官方网站不断改进而出现。江南平台版

2007年,市场上出现了3D系统公司推出的第一款低于1万美元的系统,但它从未达到预期的目标。这部分是由于制度本身,但也有其他市场的影响。当时的目标是让3D打印机的价格低于5000美元——这被许多业内人士、用户和评论员视为向更广泛的受众开放3D打印技术的关键。江南平台版江南平台版在那一年的大部分时间里,备受期待的桌面工厂的到来——许多人预测这将是圣杯的实现——被视为值得关注的对象。由于该组织在生产前的运行过程中步履蹒跚,它最终化为乌有。桌面工厂和它的领导者Cathy Lewis在2008年被3D系统公司收购,连同IP一起消失了。但事实证明,2007年确实标志着可访问3D打印技术的转折点——尽管当时很少有人意识到这一点——因为RepRap现象生根发芽。江南平台版江南平台版Bowyer博士早在2004年就提出了RepRap的概念,这是一种开源的、可自我复制的3D打印机。在接下来的几年里,他在巴斯大学的团队付出了巨大的努力,其中最著名的是Vik Oliver和Rhys Jones,他们利用沉积过程将这一概念发展到了3D打印机的工作原型。2007年是萌芽开始显现的一年,这个萌芽的、开源的3D打印运动开始获得关注。江南平台版江南平台版

但直到2009年1月,第一个商用3D打印机——以套件的形式和基于RepRap的概念——才开始出售。这是BfB RapMan 3D打印机。同年4月,Makerbot Industries紧随其后,其创始人大量参与RepRap的开发,直到他们在大量投资后离开了开源理念。自2009年以来,许多类似的沉积打印机已经出现,它们具有边际独特卖点(USPs),江南体育娱乐官方网站而且它们还在继续这样做。这里有趣的二分法是,虽然RepRap现象已经产生了一个全新的商业领域,入门级3D打印机,但RepRap社区的精神都是关于3D打印的开源开发和保持商业化。江南平台版江南平台版江南体育娱乐官方网站

2012年是在市场入门级引入替代3D打印工艺的一年。江南平台版江南平台版B9Creator(采用DLP技术)于6月率先推出,其次是12月的Form 1(采用立体光刻技术)。这两款产品都是通过融资网站Kickstarter推出的,都获得了巨大的成功。

由于市场分化,工业水平在能力和应用方面的显著进步,以及不断增长的创客运动中意识和吸收的急剧增加,2012年也是许多不同主流媒体渠道选择这项技术的一年。2013年是显著增长和整合的一年。最引人注目的举措之一是Stratasys收购Makerbot。

3D打印被一些人称为第二次、第三次甚至第四次工业革命,不可否认的是3D打印对工业部门的影响,以及3D打印为消费者未来展示的巨大潜力。江南平台版江南平台版这种潜力将以何种形式呈现在我们面前。

3D打印技江南平台版术江南平台版

任何3D打印过程的起点都是一个3D数字模型,它可以使用江南平江南平台版台版各种3D软件程序创建-在工业上这是3D CAD,对于制造商和消费者来说,有更简单,更容易访问的程序可用-或用3D扫描仪扫描。然后将模型“切片”成层,从而将设计转换为3D打印机可读的文件。然后根据设计和工艺将3D打印机加工的材料分层。如上所述,有许多不同类型的3D打印技术,它们以不同的方式处理不同的材料来创建最终对象。江南平台版江南平台版现在,功能性塑料、金属、陶瓷和沙子都经常用于工业原型和生产应用。3D打印生物材料和不同类型的食品的研究也在进行中。江南平台版江南平台版一般来说,在市场的入门级,材料要有限得多。塑料是目前唯一广泛使用的材料——通常是ABS或PLA,但也有越来越多的替代品,包括尼龙。也有越来越多的入门级机器被用于加工食品,如糖和巧克力。

它是如何工作的

不同类型的3D打印机江南体育娱乐官方网站每个都采用不同的技术处理不同的材料以不同的方式。重要的是要明白,3D打印最基本的限制之一-在材料和应用方面-是没有“一个解决方案适合所有”。江南平台版江南平台版例如,一些3D打印机处理粉状材料(尼龙、江南体育娱乐官方网站塑料、陶瓷、金属),它们利用光/热源将粉末层烧结/熔化/熔合在一起,形成规定的形状。另一些方法是加工聚合物树脂材料,并再次利用光/激光将树脂固化成超薄层。喷射细滴是另一种3D打印工艺,让人联想到2D喷墨打印,但使用了更好的墨水江南平江南平台版台版材料和粘合剂来固定层。也许最常见和容易识别的过程是沉积,这是大多数入门级3D打印机采用的过程。江南体育娱乐官方网站该工艺通过加热挤出机挤压塑料,通常是PLA或ABS,以长丝形式形成层并形成预定形状。

由于零件可以直接打印,因此可以生产非常详细和复杂的物体,通常具有内置功能,无需组装。

然而,另一个需要强调的重点是,到目前为止,没有一种3D打印工艺是即插即用的。江南平台版江南平台版在按下打印之前有许多步骤,一旦零件从打印机上下来,就会有更多的步骤-这些经常被忽视。除了3D打印设计的现实,这可能是苛刻的,文件准备和转换也可能证明耗时和复杂,特别是对江南平江南平台版台版于在构建过程中需要复杂支持的部件。然而,这些功能的软件不断更新和升级,情况正在改善。此外,一旦离开打印机,许多部件将需要进行精加工操作。对于需要支撑的工艺来说,移除支撑是一个明显的选择,但其他包括打磨、上漆、油漆或其他类型的传统修饰,这些通常都需要手工完成,需要技巧和/或时间和耐心。

3D打印工江南平台版艺江南平台版

有限元

立体光刻(SL)被广泛认为是第一个3D打印工艺;江南平台版江南平台版这当然是第一个被商业化的。SL是一种基于激光的工艺,与光聚合物树脂一起工作,与激光反应并固化形成固体,以非常精确的方式生产非常精确的零件。这是一个复杂的过程,但简单地说,光聚合物树脂被保存在一个大桶里,里面有一个可移动的平台。根据提供给机器的3D数据(.stl文件),激光束沿着树脂表面的X-Y轴方向定向,从而使树脂精确地在激光击中表面的地方硬化。一旦层完成,容器内的平台下降一小部分(在Z轴上),随后的层被激光追踪出来。这个过程一直持续到整个物体完成,并且平台可以从大桶中升起以进行移除。

由于SL工艺的性质,它需要某些部件的支撑结构,特别是那些有悬垂或凹口的部件。这些结构需要手工移除。

在其他后处理步骤方面,使用SL 3D打印的许多对象需要清洗和固化。固化包括将零件置于类似烤箱的机器的强光下,以使树脂完全硬化。

立体光刻被普遍认为是最精确的3D打印工艺之一,具有优异的表面光洁度。江南平台版江南平台版然而,限制因素包括所需的后处理步骤和材料随时间的稳定性,这可能会变得更脆。

DLP

DLP -或数字光处理-是一个类似于立体光刻的过程,因为它是一个使用光聚合物的3D打印过程。江南平台版江南平台版主要区别在于光源。DLP使用更传统的光源,如弧光灯,带有液晶显示面板或可变形镜像装置(DMD),它在一次通道中应用于光聚合物树脂桶的整个表面,通常使其比SL更快。

同样像SL, DLP生产高精度零件具有优异的分辨率,但其相似之处还包括对支撑结构和后固化的相同要求。然而,与SL相比,DLP的一个优点是只需要一浅桶树脂来促进这一过程,这通常会导致更少的浪费和更低的运行成本。

激光烧结/激光熔化

激光烧结和激光熔化是可互换的术语,指的是基于粉末材料的激光3D打印过程。江南平台版江南平台版根据输入到机器的3D数据,激光在X-Y轴上沿着紧密压实的粉末材料的粉末床进行追踪。当激光与粉末材料的表面相互作用时,它会使颗粒相互烧结或融合,形成固体。随着每一层的完成,粉末床逐渐下降,在激光的下一层形成并与前一层融合之前,滚轮在床的表面上平滑粉末。

构建室是完全密封的,因为它是必要的,以保持一个精确的温度过程中,具体到所选择的粉末材料的熔点。一旦完成,整个粉末床从机器中移除,多余的粉末可以被移除,留下“打印”的部分。该工艺的主要优点之一是,粉末床可以作为工艺中的支撑结构,用于悬垂和凹口,因此,用该工艺可以制造出以任何其他方式无法制造的复杂形状。

然而,不利的一面是,由于激光烧结所需的高温,冷却时间可能相当长。此外,多孔性一直是该工艺的历史问题,虽然在全致密部件方面已经有了重大改进,但一些应用仍然需要用另一种材料渗透来改善机械特性。

激光烧结可以加工塑料和金属材料,尽管金属烧结确实需要更高功率的激光和更高的加工温度。用这种工艺生产的零件比用SL或DLP强得多,尽管通常表面光洁度和精度不那么好。

挤出/ FDM / FFF

江南平江南平台版台版3D打印利用热塑性材料的挤压很容易是最常见的和可识别的- 3D打印过程。该工艺最流行的名称是熔融沉积建模(FDM),因为它的寿命很长,但这是一个商品名称,由最初开发该工艺的公司Stratasys注册。Stratasys的FDM技术自20世纪90年代初以来一直存在,如今已成为工业级3D打印工艺。江南平台版江南平台版然而,自2009年以来出现的入门级3D打印机的激增在很大程度上利用了类似的工艺,通常被称为江南体育娱乐官方网站自由形式制造(FFF),但由于专利仍由Stratasys持有,因此采用了更基本的形式。最早的RepRap机器和所有随后的发展-开源和商业-采用挤压方法。然而,后Stratasys起诉Afinia的专利侵权诉讼入门级终端市场将如何发展仍是个问号,因为所有这些机器都可能成为Stratasys专利侵权的靶子。

该工艺的工作原理是,根据提供给打印机的3D数据,通过加热挤出机熔化沉积的塑料丝,一次一层地熔化到构建平台上。每一层都随着沉积而变硬,并与前一层结合。

Stratasys为其FDM工艺开发了一系列适用于某些生产应用的专有工业级材料。在市场的入门级终端,材料更加有限,但范围正在扩大。入门级FFF 3D打印机最常见的材料是ABS和PLA。江南体育娱乐官方网站

FDM/FFF过程需要任何具有悬垂几何形状的应用的支持结构。对于FDM,这需要第二种水溶性材料,一旦打印完成,它允许支撑结构相对容易地被洗掉。另外,分离支持材料也是可能的,可以通过手动将它们从部件上拆卸下来。支持结构,或缺乏支持结构,通常是入门级FFF 3D打印机的限制。江南体育娱乐官方网站然而,随着系统的发展和改进,纳入双挤出头,它已经成为一个小问题。

就生产的模型而言,Stratasys的FDM过程是一个准确可靠的过程,相对于办公室/工作室友好,尽管可能需要大量的后处理。在入门级,正如预期的那样,FFF过程产生的模型的准确性要低得多,但情况正在不断改进。

对于某些零件的几何形状,该过程可能很慢,并且层与层之间的粘合可能是一个问题,导致零件不防水。同样,使用丙酮进行后处理可以解决这些问题。

喷墨

有两个3D打印过程,利用喷射江南平江南平台版台版技术。

粘结剂喷射:其中被喷射的材料是粘合剂,并被选择性地喷射到零件材料的粉末床中,以每次熔化一层,以创建/打印所需的零件。与其他粉末床系统的情况一样,一旦一层完成,粉末床逐渐下降,在射流头的下一关之前,滚轮或叶片将粉末平滑在床的表面,随后的层的粘合剂将形成并与前一层融合。

与SLS一样,这种工艺的优点包括不需要支撑,因为粉末床本身提供了这种功能。此外,还可以使用一系列不同的材料,包括陶瓷和食品。该工艺的另一个显著优点是能够轻松地添加可以添加到粘合剂中的全彩色调色板。

然而,直接由机器产生的零件不像烧结过程那样坚固,需要后处理以确保耐用性。

材料喷射:一种江南平江南平台版台版3D打印过程,其中实际的建筑材料(液体或熔融状态)有选择地通过多个喷嘴喷射(与其他同时喷射支撑材料)。然而,这些材料往往是液态光聚合物,在每层沉积时都要用紫外线固化。

该产品的性质允许同时沉积一系列材料,这意味着可以由具有不同特性和性能的多种材料生产单个部件。材料喷射是一种非常精确的3D打印方法,可以生产出非常光滑的精确零件。江南平台版江南平台版

选择性沉积层积(SDL)

SDL是由Mcor技术开发和制造的专有3D江南平江南平台版台版打印工艺。人们很容易将这种工艺与Helisys在20世纪90年代开发的层压对象制造(LOM)工艺进行比较,因为在分层和塑形纸以形成最终部分方面存在相似之处。然而,任何相似之处就到此为止了。

SDL 3D打印江南平江南平台版台版过程使用标准复印纸逐层构建零件。根据提供给机器的3D数据,使用粘合剂将每一层新层固定在前一层上。这意味着在将成为零件的区域沉积更高密度的粘合剂,而在作为支撑的周围区域应用更低密度的粘合剂,确保相对容易的“除草”或支撑去除。

将一张新纸从送纸机构送入3D打印机,并将其放置在前一层选择性应用的粘合剂上,然后将构建板移动到加热板上并施加压力。这种压力确保了两张纸之间的正连接。然后,构建板返回到构建高度,其中可调碳化钨刀片一次切割一张纸,跟踪对象轮廓以创建部分的边缘。当这个切割顺序完成后,3D打印机会沉积下一层粘合剂,以此类推,直到零件完成。

SDL是为数不多的3D打印工艺之一,可以生产全彩色3D江南平江南平台版台版打印部件,使用CYMK调色板。因为这些部件是标准纸张,不需要后处理,所以它们是完全安全和环保的。该工艺无法与其他3D打印工艺竞争的地方是在复杂几何形状的生产中,并且构建尺寸受原料尺寸的限制。江南平台版江南平台版

循证医学

电子束熔化3D打印技术是由瑞典公司Arcam开发的专江南平江南平台版台版有工艺。这种金属打印方法在金属江南平台版粉末形成零件方面与直接金属激光烧结(DMLS)工艺非常相似。关键的区别在于热源,顾名思义,热源是电子束,而不是激光,这就需要在真空条件下进行。

EBM有能力在各种金属合金中制造全密度部件,甚至达到医疗级,因此该技术在医疗行业的一系列生产应用中特别成功,特别是在植入物方面。然而,航空航天和汽车等其他高科技行业也将EBM技术用于制造实现。

3D打印材江南平台版料江南平台版

可用于3D打印的材料自技术早期以来已经走过了漫长的道路。江南平台版江南平台版现在有各种不同的材料类型,以不同的状态供应(粉末,长丝,颗粒,颗粒,树脂等)。

现在通常为执行专用应用的特定平台开发特定材料(例如牙科部门),其材料特性更精确地适合应用。

然而,现在有太多的专有材料从许多不同的3D打印机供应商来覆盖他们所有在这里。相反,本文将以更通用的方式查看最流行的材料类型。还有一些很突出的材料。

塑料

尼龙或聚酰胺通常以粉末形式使用烧结工艺或以长丝形式使用FDM工艺。它是一种坚固、灵活、耐用的塑料材料,已被证明是3D打印的可靠材料。江南平台版江南平台版它的颜色自然是白色的,但它可以在印刷前或印刷后着色。江南平台版这种材料也可以与粉状铝结合(以粉末形式),生产另一种常见的用于烧结的3D打印材料——铝化物。江南平台版江南平台版

ABS是另一种用于3D打印的常见塑料,广泛用于入门级FDM 3D打印机。江南平台版江南平台版江南体育娱乐官方网站它是一种特别坚固的塑料,有很多种颜色。ABS可以从许多非专有来源购买长丝形式,这是它如此受欢迎的另一个原因。

PLA是一种可生物降解的塑料材料,由于这个原因,它已经获得了3D打印的牵引力。江南平台版江南平台版它可以以树脂形式用于DLP/SL工艺,也可以以长丝形式用于FDM工艺。它提供多种颜色,包括透明,这已被证明是3D打印的一些应用的有用选择。江南平台版江南平台版然而,它不像ABS那样耐用或灵活。

LayWood是专为入门级挤出3D打印机开发的3D打印材料。江南平台版江南平台版江南体育娱乐官方网站它以长丝形式出现,是一种木材/聚合物复合材料(也称为WPC)。

金属

越来越多的金属和金属复合材料用于工业级3D打印。江南平台版江南平台版其中最常见的两种是铝和钴衍生物。

用于烧结/熔化/EBM工艺的粉末形式的不锈钢是3D打印中最强且最常用的金属之一。江南平台版江南平台版它是天然银,但可以镀上其他材料,给一个金色或青铜的效果。

在过去的几年里,黄金和白银已经被添加到可以直接3D打印的金属材料范围内,在整个珠宝行业都有明显的应用。这些都是非常坚固的材料,并以粉末形式加工。

钛是最坚固的金属材料之一,已经用于3D打印工业应用了一段时间。江南平台版江南平台版它以粉末形式供应,可用于烧结/熔化/EBM工艺。

陶瓷

陶瓷是一种相对较新的材料,可以用于3D打印,并取得不同程度的成功。江南平台版江南平台版这些材料特别需要注意的是,在印刷后,陶瓷部件需要经历与使用传统生产方法制作的陶瓷部件相同的过程-即烧制和上釉。江南平台版

标准A4复印纸是由Mcor Technologies提供的专江南平江南平台版台版有SDL工艺采用的3D打印材料。该公司运营着与其他3D打印供应商明显不同的商业模式,即机器的资本支出处于中档,但重点是非常容易获得,具有成本效益的材料供应,可以在江南平江南平台版台版当地购买。用纸制作的3D打印模型安全、环保、易于回收,不需要后处理。

生物材料

有大量的研究正在进行3D打印生物材料在许多医疗(和其他)应用中的潜力。江南平台版江南平台版一些领先的机构正在研究活体组织,以期开发包括打印用于移植的人体器官以及用于替代身体部位的外部组织在内的应用。江南平台版这一领域的其他研究集中在开发食品上——肉类就是最好的例子。

食物

在过去的几年里,用挤出机3D打印食品物质的实验急剧增加。江南平台版江南平台版巧克力是最常见的(也是最受欢迎的)。也有打印糖的打印机,还有一些意江南体育娱乐官方网站大利面和肉的实验。展望未来,研究正在进行中,利用3D打印技术生产精细平衡的全餐。江南平台版江南平台版

其他

最后,一家拥有独特(专有)材料产品的公司是Stratasys,它为Objet Connex 3D打印平台提供数字材料。江南平台版江南平台版这意味着标准的Objet 3D打印材料可以在打印过程中以各种和指定的浓度组合在一江南平江南平台版台版起,形成具有所需性能的新材料。将现有的原始材料以不同的方式组合起来,可以实现多达140种不同的数字材料。

3D打印全江南平江南平台版台版球效应

对制造业的全球影响

江南平江南平台版台版3D打印已经对产品的制造方式产生了影响——该技术的性质允许在制造过程的社会、经济、环境和安全影响方面产生新的思维方式,并产生普遍有利的结果。

这一说法背后的一个关键因素是,3D打印有可能使生产更接近最终用户和/或消费者,从而减少目前的供应链限制。江南平台版江南平台版3D打印的定制价值和按需生产小批量产品的能力,是吸引消江南平江南平台版台版费者、减少或消除库存和库存堆积的一种肯定的方式——这与亚马逊的经营方式类似。

将备件和产品从世界的一个地方运送到另一个地方可能会过时,因为备件可能是在现场3D打印的。这可能会对未来大小企业、军队和消费者在全球范围内的运作和互动产生重大影响。许多人的最终目标是让消费者在家中或社区内操作自己的3D打印机,从而可以通过互联网下载任何(可定制)产品的数字设计,并可以发送到打印机,打印机上加载了正确的材料。目前,有一些关于这是否会实现的争论,甚至更激烈的争论是关于它可能发生的时间框架。

3D打印的广泛应用可能会导致一些已经发明的产江南平江南平台版台版品的重新发明,当然,还有更多的全新产品。今天,以前不可能的形状和几何形状可以用3D打印机创建,但旅程才刚刚开始。江南平江南平台版台版许多人认为,3D打印具有巨大的潜力,可以为创新注入增长,并带回当地制造业。

对全球经济的潜在影响

如果3D打印技术在全球江南平江南平台版台版范围内得到应用,将对全球经济产生潜在影响。生产和分销从目前的模式转变为基于按需、现场、定制的本地化生产模式,可能会减少出口国和进口国之间的不平衡。

江南平江南平台版台版3D打印将有潜力创造新的行业和全新的职业,比如与3D打印机生产相关的行业。江南体育娱乐官方网站围绕3D打印的专业服务有机会,从新形式的产品设计师、打印机操作员、材料供应商一直到知识产权法律纠纷和解决。江南平台版江南平台版盗版是当前许多知识产权持有者对3D打印的担忧。江南平台版江南平台版

3D打印对发展中国家的影响是江南平江南平台版台版一把双刃剑。积极影响的一个例子是通过回收和其他当地材料降低制造成本,但制造业就业机会的丧失可能严重打击许多发展中国家,这需要时间来克服。

发达国家可能会从3D打印中受益最多,因为日益老龄化的社会和年龄人口的变化一直是与生产和劳动力有关的问题。江南平台版江南平台版此外,3D打印的医疗用途对健康的好处将很好地满足老龄化的西方社会。江南平台版江南平台版

07 - 江南平江南平台版台版3D打印的好处和价值

江南平江南平台版台版3D打印,无论是在工业、地方还是个人层面,都带来了传统制造方法(或原型设计)根本无法带来的诸多好处。

定制

江南平江南平台版台版3D打印过程允许大规模定制-根据个人需求和要求定制产品的能力。即使在同一个构建室中,3D打印的性质意味着可以根据最终用户的要求同时制造许多产品,而无需额外的工艺成江南平台版本。江南平台版

复杂性

随着3D打印技术的出现,在数江南平江南平台版台版字环境中设计的产品越来越多,这些产品涉及的复杂程度是任何其他方式都无法生产的。虽然设计师和艺术家利用这一优势创造了令人印象深刻的视觉效果,但它也对工业应用产生了重大影响,因此,应用程序正在开发以实现比其前身更轻、更强的复杂组件。在这些问题至关重要的航空航天部门出现了显著的应用。

Tool-less

对于工业制造业来说,产品开发过程中成本、时间和劳动密集程度最高的阶段之一是工具的生产。对于中小批量应用,工业3D打印或增材制造可以消除对工具生产的需求,因此可以减少与之相关的成本、交货时江南平江南平台版台版间和劳动力。这是一个极具吸引力的提议,越来越多的制造商正在利用它。此外,由于上述复杂性优势,可以专门设计产品和组件,以避免具有复杂几何形状和复杂特征的装配要求,进一步消除与装配过程相关的劳动力和成本。

可持续/环保

江南平江南平台版台版3D打印也正在成为一种节能技术,可以在制造过程本身方面提供环境效率,利用高达90%的标准材料,因此产生更少的浪费,而且在整个增材制造产品的使用寿命中,通过更轻,更强的设计,与传统制造产品相比,减少了碳足迹。

此外,3D打印在实现本地制江南平江南平台版台版造模式方面显示出巨大的前景,即产品在需要的地方按需生产,从而消除了在世界各地运输大量产品的巨大库存和不可持续的物流。

3D打印应江南平台版用江南平台版

3D打印在“快速原型”的起源是江南平江南平台版台版建立在工业原型的原则上,作为加速产品开发的最早阶段的一种手段,以快速和直接的方式生产原型,允许产品的多次迭代,以更快,更有效地达到最佳解决方案。这在整个产品开发过程的开始就节省了时间和金钱,并确保了在生产工具之前的信心。

尽管有时被忽视,但原型制作可能仍然是当今3D打印最大的应用。江南平台版江南平台版

自3D打印原型出现以来,工艺和材料的发展和改进,见证了这些工艺在产品开发过程链的进一步应用。江南平台版江南平台版利用不同工艺的优点,开发了模具和铸造应用。同样,这些应用程序越来越多地被工业部门使用和采用。

同样,对于最终制造操作,改进也在继续促进吸收。

就工业3D打印在所有这些广谱应用中受益匪浅的工业垂直市场而言,以下是一个基本细分:江南平台版江南平台版

医疗及牙科

医疗行业中国被视为3D打印的早期采用者,但也是一个具有巨大增长潜力的行业,因为该技术具有定制和个性化能力,并且随江南平江南平台版台版着工艺的改进和材料的开发达到医疗级标准,有能力改善人们的生活。

江南平江南平台版台版3D打印技术被用于许多不同的应用。除了制作原型以支持医疗和牙科行业的新产品开发外,这些技术还用于制作牙冠下游金属铸造的模型,以及用于制造用于制造牙齿对准器的真空成型塑料的工具。该技术还可以直接用于生产库存产品,如髋关节和膝关节植入物,以及定制的特定患者产品,如助听器、鞋子的矫形鞋垫、个性化假肢和一次性植入物,用于患有骨关节炎、骨质疏松症和癌症等疾病的患者,以及事故和创伤受害者。用于特定手术的3D打印手术指南也是一种新江南娱乐app平台最新下载苹果兴应用,它有助于外科医生的工作和患者的康复。3D打印皮肤、骨骼、组织、药品甚至人体器官的技术也在开发中。江南平台版江南平台版然而,这些技术离商业化还有几十年的距离。

航空航天

与医疗行业一样,航空航天行业也是最早采用3D打印技术进行产品开发和原型设计的行业。江南平台版江南平台版这些公司通常与学术和研究机构合作,在制造应用技术方面处于领先地位。

由于飞机开发的关键性质,研发是苛刻和艰苦的,标准是关键,工业级3D打印系统是通过他们的步伐。江南平台版江南平台版工艺和材料的发展已经为航空航天领域开发了许多关键应用,一些非关键部件已经准备好在飞机上飞行。

知名用户包括通用电气/莫里斯技术公司、空客/ EADS、劳斯莱斯、BAE系统公司和波音公司。虽然这些公司中的大多数确实采取了一种现实的方法,就他们目前正在做的技术而言,其中大部分是研发,但有些公司确实对未来相当乐观。

汽车

快速成型技术(3D打印的最早体现)的另一个早期采用者是汽车行业。江南平台版江南平台版许多汽车公司——尤其是在汽车运动和F1领域处于领先地位的公司——都遵循着与航空航天公司类似的发展轨迹。首先(并且仍然)使用原型应用的技术,但是开发和调整他们的制造过程,以结合改进的材料和汽车零件的最终结果的好处。

许多汽车公司现在也在关注3D打印在按需生产备件/替换零件方面的潜力,而不是持有大量库存。江南平台版江南平台版

珠宝

传统上,珠宝的设计和制造过程一直需要高水平的专业知识和涉及特定学科的知识,包括制造,模具制造,铸造,电镀,锻造,银/金锻造,石材切割,雕刻和抛光。这些学科中的每一个都经过了多年的发展,每一个都需要应用于珠宝制造的技术知识。其中一个例子就是铸造,它的起源可以追溯到4000多年前。

对于珠宝行业来说,3D打印已被证明是特别具有颠覆性的江南平台版。江南平台版基于3D打印如何能够并将为该行业的进一步发展做出贡献,人们对其产生了极大的兴趣和吸收。江南平台版江南平台版从3D CAD和3D打印带来的新设计自由,到改进传统的珠宝生产工艺,再到直接3D打印生产,消除江南平江南平台版台版了许多传统步骤,3D打印已经并将继续在这个领域产生巨大的影响。

艺术/设计/雕塑

艺术家和雕塑家正在以无数不同的方式参与3D打印,以以前不可能的方式探索形式和功能江南平台版。江南平台版无论是纯粹为了寻找新的原创表达还是向老大师学习,这是一个高度收费的部门,越来越多地寻找新的3D打印工作方式,并将结果介绍给世界。江南平台版江南平台版现在有许多艺术家通过专门从事3D建模,3D扫描和3D打印技术而为自己命名。江南平台版江南平台版

  • 约书亚哈克
  • Dizingof
  • Jessica Rosenkrantz在神经系统
  • Pia Hinze
  • 尼克Ervinck
  • 莱昂内尔院长
  • 还有其他许多人。

3D扫描与3D打印相结合的学科也为艺术世界带来了一个新的维度,然而,在艺术家和学生现在有一个经过验证江南平江南平台版台版的方法来复制过去大师的作品,并创建古代(和最近)雕塑的精确复制品进行仔细研究-艺术作品,否则他们将永远无法与人互动。Cosmo Wenman的工作在这一领域尤其具有启发性。

体系结构

建筑模型长期以来一直是3D打印工艺的主要应用,用于生成建筑师愿景的准确演示模型。江南平台版江南平台版江南平江南平台版台版3D打印提供了一种相对快速、简单且经济可行的方法,可以直接从建筑师使用的3D CAD、BIM或其他数字数据中生成详细的模型。许多成功的建筑公司现在普遍使用3D打印(在内部或作为服务)作为他们工作流程的关键部分,以增加创新和改善沟通。江南平台版江南平台版

最近,一些有远见的建筑师将3D打印作为一种直接的施工方法。江南平台版江南平台版在这方面,许多组织正在进行研究,最著名的是拉夫堡大学、轮廓工艺和宇宙建筑。

时尚

随着3江南平江南平台版台版D打印工艺在分辨率和更灵活的材料方面的改进,一个以实验和令人发指的声明而闻名的行业已经脱颖而出。我们当然是在谈论时尚!

包括鞋子、头饰、帽子和包在内的3D打印配件都登上了全球t台。一些更有远见的时装设计师已经展示了这项技术在高级时装上的能力——连衣裙、披肩、长裙,甚至一些内衣都在世界各地的不同时尚场所首次亮相。

Iris van Herpen作为这方面的先驱应该得到特别的提及。她以巴黎和米兰的t台为原型设计了一系列的时装系列,这些系列都采用了3D打印技术,打破了那些不再适用于时装设计的“常规规则”。江南平台版江南平台版许多人已经并将继续追随她的脚步,往往带来完全原创的成果。

食物

虽然在3D打印领域姗姗来迟,但食品是一种新兴的应用(和/或江南平江南平台版台版3D打印材料),它让人们非常兴奋,并有可能真正将这项技术带入主流。毕竟,我们都需要吃饭!江南平江南平台版台版3D打印正在成为一种准备和展示食物的新方式。

最初进入3D打印食品的是巧克力和糖,这些江南平江南平台版台版发展随着特定的3D打印机进入市场而继续快速发展。江南体育娱乐官方网站其他一些关于食物的早期实验包括在细胞蛋白质水平上3D打印“肉”。江南平台版江南平台版最近,意大利面是另一种正在研究用于3D打印食品的食品。江南平台版江南平台版

展望未来,3D打印也被认为是一种完整的食物制江南平江南平台版台版备方法,一种全面健康地平衡营养的方法。

消费者

3D打印厂商的圣杯是消费级3D打印。江南平台版江南平台版关于这是否是一个可行的未来,存在着广泛的争论。目前,由于入门级(消费者机器)存在可访问性问题,消费者的接受度很低。大型3D打印公司,如3D Systems和Stratasys的子公司Makerbot,在这个方向上取得了进展,因为他们试江南平江南平台版台版图使3D打印过程和辅助组件(软件,数字内容等)更易于使用和用户友好。目前,街上的人可以通过三种主要方式与3D打印技术进行互动:江南平台版江南平台版

  • 设计+印刷
  • 选择+打印
  • 选择+ 3D打印服江南平江南平台版台版务履行

09 -术语

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