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欢迎来到3DPI的3D打印初学者指南。江南平台版江南平台版无论你是3D打印技术的新手,还是只是想弥合一些江南平江南平台版台版知识差距,我们都很高兴你停下来。到目前为止,我们大多数人在某种程度上都听说过3D打印的潜力。江南平台版江南平台版但通过这份指南,我们将提供对3D打印的历史和现实的见解——工艺、材料和应用——以及对它可能走向的审慎思考。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?让我们开始吧!

01 - 江南平江南平台版台版3D打印基础知识

江南平江南平台版台版3D打印——也被称为增材制造——被《金融时报》和其他消息来源引用为可能比互联网更大。有些人认为这是真的。还有许多人认为,这是围绕这一令人兴奋的技术领域的非凡炒作的一部分。那么3D打印到底是什么,谁通常使用3江南平江南平台版台版D打印机,用于什么?江南体育娱乐官方网站

概述

术语3D打印涵盖一江南平台版个江南平台版大量的工艺和技术提供全方位的能力,以生产不同的零件和产品材料.从本质上讲,所有工艺和技术的共同之处在于,生产是在加性工艺中逐层进行的,这与涉及减法或成型/铸造工艺的传统生产方法形成鲜明对比。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,随着这项技术继续更广泛和深入地渗透到工业、制造商和消费领域,这种情况只会增加。在这个技术领域,大多数著名的评论员都同意,到今天为止,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是一个可靠的3D打印媒体来源,为您带来在这个令人兴奋的领域出江南平江南平台版台版现的所有最新新闻、观点、工艺发展和应用。这篇概述文章旨在为3DPI观众提供关于3D打印的可靠背景知识(技术,工艺和材料),它是什么江南平台版江南平台版历史、适用范围及优点

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作实物的过程,通常是通过铺设许多连续的薄层材料。它通过一层一层地添加材料,将数字对象(其CAD表示)带入其物理形式。

3D打印物体有几种不同的技术。3D打印带来了两项基本创新:以数字格式操纵物体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

技术对近代人类历史的影响可能比其他任何领域都要大。想想灯泡、蒸汽机,或者最近的汽车和飞机,更不用说万维网的兴起和崛起。这些技术在许多方面让我们的生活变得更好,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,才能让技术的真正颠覆性变得明显。

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现在,3D打印已经在许多电视频道、主流报纸和在线资源中得到了报道。有人声称3D打印将终结我们所知的传统制造江南平江南平台版台版业,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,这种3D打印到底是什么?

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工艺。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添加部件。这与现有的任何传统制造技术都有本质区别。

传统制造业有许多局限性,它广泛地基于人力劳动和手工制造的意识形态,这可以追溯到法语“制造业”一词的词源。然而,制造业的世界已经发生了变化,机械加工、铸造、成型和成型等自动化工艺都是(相对)新的复杂工艺,需要机器、计算机和机器人技术。

然而,这些技术都需要从一个更大的块中减去材料,无论是实现最终产品本身还是生产铸造或成型过程的工具,这在整个制造过程中是一个严重的限制。

对于许多应用来说,传统的设计和生产工艺带来了许多不可接受的限制,包括上面提到的昂贵的工具、夹具和复杂部件的组装需求。此外,减法制造过程,如机加工,可导致多达90%的原始材料块被浪费。相比之下,3D打印是一种直江南平江南平台版台版接创建对象的过程,根据所使用的技术,通过各种方式逐层添加材料。简化3D打印背后的意识形态,对于那些仍在试图理解这个概念的人来说江南平江南平台版台版(有很多人),它可以被比作自动用乐高积木建造东西的过程。

江南平江南平台版台版3D打印是一种能够鼓励和推动创新的技术,具有前所未有的设计自由度,同时是一种无需工具的过程,可以减少高昂的成本和交货时间。组件可以专门设计,以避免在没有额外成本的情况下产生复杂几何和复杂功能的组装需求。江南平江南平台版台版3D打印也正在成为一种节能技术,它可以在制造过程本身(使用高达90%的标准材料)和整个产品使用寿命(通过更轻和更强的设计)方面提供环境效率。

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为小公司甚至个人所使用。由于拥有3D打印机的规模和经济性,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(性能较差)的3D打印机。江南体育娱乐官方网站

这使技术向更广泛的受众开放,随着各领域的指数级采用率继续快速增长,越来越多的系统、材料、应用程序、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一种快速且更具成本效益的方法,用于为工业内的产品开发创建原型。有趣的是,RP技术的第一个专利申请是由一位Kodama博士于1980年5月在日本提出的。不幸的是,对于Kodama博士来说,完整的专利说明书随后没有在申请后的一年截止日期之前提交,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1983年,他首次发明了自己的SLA机器。赫尔继续共同创建了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系统公司的第一套商用RP系统SLA-1于1987年问世,经过严格的测试,该系统于1988年上市。就像其他新技术一样,虽然SLA可以说是第一个起步阶段的RP技术,但它并不是当时唯一的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年发布,SLS后来被授权给DTM公司,DTM公司后来被3D Systems公司收购。1989年也是这一年斯科特嘎吱声作为Stratasys Inc.的联合创始人之一,他申请了熔融沉积建模(FDM)的专利,该专利技术至今仍为该公司所拥有,但也是许多基于开源RepRap模型的入门级机器所使用的工艺,目前这种技术非常多。FDM专利于1992年授予Stratasys公司。在欧洲,1989年还在德国成立了EOS GmbH,由汉斯·兰格.在与SL工艺调情之后,EOS的研发重点主要放在激光烧结(LS)工艺上,该工艺一直在不断发展壮大。今天,EOS系统因其在工业原型和3D打印生产应用中的高质量输出而在世界范围内得到认可。江南平台版江南平台版EOS在1990年出售了第一台“立体声”系统。该公司的直接金属激光烧结(DMLS)工艺源自与伊莱克斯芬兰分部的一个初始项目,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些年中出现,即最初由William Masters申请专利的弹道粒子制造(BPM),最初由Michael Feygin申请专利的层压物体制造(LOM),最初由Itzchak Pomerantz等人申请专利的固体地面固化(SGC)和最初由Emanuel Sachs等人申请专利的“三维打印”(3DP)。因此,在90年代早期,RP市场上的竞争公司越来越多,但只有三家原始公司今天仍然存在——3D系统、EOS和Stratasys。

在整个20世纪90年代和21世纪初,许多新技术继续被引入,仍然完全集中在工业应用上,虽然它们仍然主要是用于原型应用的过程,但更先进的技术提供商也在为特定的模具、铸造和直接制造应用进行研发。这见证了新术语的出现,分别是快速加工(RT),快速铸造和快速制造(RM)。

在商业运营方面,1996年成立了Sanders Prototype(后来的Solidscape)和ZCorporation, 1997年成立了Arcam, 1998年推出了Objet Geometries, 2000年MCP Technologies(老牌真空铸造OEM)引入了SLM技术,EnvisionTec成立于2002年,ExOne成立于2005年,从Extrude Hone Corporation和Sciaky Inc分拆出来,在其专利电子束焊接技术的基础上开拓了自己的添加剂工艺。这些公司都帮助西方公司扩大了在全球市场经营的规模。该术语也随着制造应用的扩散而发展,所有工艺的公认总称是增材制造(AM)。值得注意的是,在东半球也发生了许多平行的发展。然而,这些技术虽然本身意义重大,并在当地取得了一些成功,但当时并没有真正影响到全球市场。

在21世纪头十年中期,该行业开始显示出明显的多样化迹象,其中两个具体的重点领域在今天更加明确。首先是高端的3D打印,仍然是非常昂贵的系统,面向高价值、高度工程化江南平江南平台版台版、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正在得到回报,其结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。还有大量的信息仍处于闭门和/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“概念建模器”,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,这些打印机被专门开发为办公和用户友好的,具有成本效益的系统。今天的台式电脑的前奏。然而,这些系统在很大程度上仍然是工业应用。

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——一场价格战伴随着打印精度、速度和材料江南体育娱乐官方网站的逐步改进而出现。江南平台版

2007年,市场上出现了3D Systems的首款价格低于1万美元的系统,但这款系统从未达到预期目标。这部分是由于制度本身,但也有其他市场影响。当时的目标是得到一台低于5000美元的3D打印机,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——被视为值得关注的事情。随着组织在生产的运行过程中步履蹒跚,这一切都化为泡影。Desktop Factory和它的领导者Cathy Lewis在2008年连同IP一起被3D Systems收购,然后就消失了。尽管如此,2007年实际上是标志着可访问3D打印技术的转折点的一年——尽管当时很少有人意识到这一点——因为RepRap现象已经扎根。江南平台版江南平台版鲍耶博士早在2004年就设想了开源的、自我复制的3D打印机RepRap概念,在接下来的几年里,他在巴斯的团队进行了一些沉重的努力,其中最著名的是Vik Oliver和Rhys Jones,他们将这个概念发展到使用沉积过程的3D打印机的工作原型。2007年,这一萌芽开始显现,开源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——以套件形式和基于RepRap概念——才开始销售。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开源哲学。自2009年以来,大量类似的沉积打印机出现了边缘独特的卖点(USPs),并继续这样江南体育娱乐官方网站做。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入门级3D打印机领域,但RepRap社区的精神都是关于3D打印的开源开发,并保持商业化。江南平台版江南平台版江南体育娱乐官方网站

2012年是替代性3D打印工艺进入市场的一年。江南平台版江南平台版B9Creator(使用DLP技术)在6月排名第一,其次是Form 1(使用立体光刻)在12月。两者都是通过融资网站Kickstarter推出的,都取得了巨大成功。

由于市场的分化,工业层面在能力和应用方面的重大进步,在不断增长的创客运动中,意识和吸收的急剧增加,2012年也是许多不同的主流媒体渠道开始关注这项技术的一年。2013年是经济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展现在我们面前。

03 - 江南平江南平台版台版3D打印技术

任何3D打印过程的起点都是3D数字模型,它可以使用各种江南平江南平台版台版3D软件程序创建——在工业上是3D CAD,对于制造商和消费者来说,有更简单、更容易使用的程序——或者用3D扫描仪扫描。然后,模型被“切片”成层,从而将设计转换为3D打印机可读的文件。然后,3D打印机加工的材料根据设计和工艺进行分层。如前所述,有许多不同类型的3D打印技术,以不同的方式处理不同的材料来创建最终的对象。江南平台版江南平台版现在,功能性塑料、金属、陶瓷和沙子都被常规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物的研究也在进行中。江南平台版江南平台版但一般来说,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已经适应食品,如糖和巧克力。

工作原理

不同类型的3D打印机江南体育娱乐官方网站它们都采用了不同的技术处理不同的材料以不同的方式。重要的是要理解3D打印最基本的限制之一-就材料和应用而言-是没有“一种解决方案适合所有人”。江南平台版江南平台版例如,一些3D打印机处理粉末材料(尼龙、江南体育娱乐官方网站塑料、陶瓷、金属),利用光/热源将粉末层烧结/熔化/融合在一起,形成确定的形状。其他的加工聚合物树脂材料,并再次利用光/激光将树脂固化在超薄层。喷射精细液滴是另一种3D打印工艺,让人联想到2D喷墨打印,但使用了比墨水江南平江南平台版台版更好的材料和粘合剂来固定层。也许最常见和最容易识别的过程是沉积,这是大多数入门级3D打印机所采用的过程。江南体育娱乐官方网站该工艺通过加热挤出机将塑料(通常是PLA或ABS)挤压成长丝形式,形成层并创建预定形状。

由于零件可以直接打印,因此有可能生产非常详细和复杂的物体,通常具有内置功能,不需要组装。

然而,另一个需要强调的重点是,到目前为止,没有一个3D打印过程是即插即用的。江南平台版江南平台版在按下打印之前有很多步骤,一旦零件从打印机上出来,还有更多步骤-这些步骤经常被忽视。除了设计3D打印的现实,这可能是苛刻的,文件准备和转换也可能是耗时和复杂的,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撑的部件。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,许多零件将需要进行精加工操作。对于需要支撑的工艺,支架移除是显而易见的,但其他包括砂光、漆面、油漆或其他类型的传统收尾工作,这些工作通常都需要手工完成,需要技能和/或时间和耐心。

04 - 江南平江南平台版台版3D打印工艺

有限元

立体平版印刷(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它无疑是第一个被商业化的。SL是一种基于激光的工艺,它与光聚合物树脂一起工作,与激光反应并固化以非常精确的方式形成固体,以生产非常精确的零件。这是一个复杂的过程,但简单地说,光聚合物树脂被放置在一个内部有一个可移动平台的大桶中。根据提供给机器的3D数据(.stl文件),一束激光束在X-Y轴上穿过树脂表面,树脂在激光击中表面的地方精确硬化。一旦层完成,缸内的平台下降了一个分数(在Z轴上),随后的层被激光追踪出来。这一直持续到整个物体完成,平台可以从桶中升起进行移除。

由于SL工艺的性质,它需要一些部件的支撑结构,特别是那些有悬垂或下切的部件。这些结构需要人工移除。

在其他后处理步骤方面,使用SL 3D打印的许多物体都需要清洗和固化。固化包括将零件置于烤箱式机器的强光下,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,具有出色的表面光洁度。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着时间的推移而变得更加脆弱的稳定性。

DLP

DLP -或数字光处理-是一种与立体光刻类似的过程,因为它是一种使用光聚合物的3D打印过程。江南平台版江南平台版主要的区别是光源。DLP使用更传统的光源,如弧光灯,带有液晶显示面板或变形镜装置(DMD),在一次通过中应用于光聚合物树脂桶的整个表面,通常使其比SL更快。

也像SL一样,DLP生产精度极高的零件,具有出色的分辨率,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个浅桶的树脂就可以促进这个过程,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,指的是一种基于激光的3D打印工艺,用于粉末材料。江南平台版江南平台版根据输入到机器的3D数据,在X-Y轴上,激光在紧实的粉末材料的粉末床上被跟踪。当激光与粉末材料的表面相互作用时,它会将颗粒相互烧结或融合,形成固体。当每一层完成时,粉末床逐渐下降,在下一次激光通过之前,滚轮将粉末抚平在床上的表面,以形成下一层并与前一层融合。

建造室是完全密封的,因为有必要在特定于所选粉末材料熔点的过程中保持精确的温度。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”部件。这种工艺的主要优点之一是,粉末床可作为悬垂和下切的过程中支撑结构,因此,用这种工艺无法制造出任何其他方法都无法制造出的复杂形状。

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一个历史问题,虽然在完全致密零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过程温度。用这种工艺生产的零件比用SL或DLP生产的零件坚固得多,尽管通常表面光洁度和精度不如SL或DLP。

挤出/ FDM / FFF

江南平江南平台版台版利用热塑性材料挤压的3D打印是最常见和最易识别的3DP工艺。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Stratasys公司注册。Stratasys公司的FDM技术早在20世纪90年代初就已经出现,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打印机在很大程度上利用了类似的工艺,通常被称为自由形江南体育娱乐官方网站式制造(FFF),但由于专利仍然由Stratasys持有,因此以更基本的形式出现。最早的RepRap机器和所有随后的演变-开源和商业-采用挤压方法。然而,后Stratasys对Afinia的专利侵权申请目前,入门级电脑市场将如何发展仍是个问号,因为所有这些电脑都可能处于Stratasys的专利侵权风口浪尖。

该工艺的工作原理是熔化塑料丝,通过加热挤出机,一次一层,根据提供给打印机的3D数据,在构建平台上沉积。每一层在沉积时都会变硬,并与前一层结合。

Stratasys已经为其FDM工艺开发了一系列专有工业级材料,适用于一些生产应用。在入门级市场,材料较为有限,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流程对于任何具有悬垂几何图形的应用程序都需要支撑结构。对于FDM,这需要第二种水溶性材料,一旦打印完成,它可以相对容易地冲洗掉支撑结构。另外,也可以使用分离支撑材料,通过手动将其从部件上撕下来拆卸。支撑结构,或缺乏支撑结构,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,结合双挤压头,它已成为一个较少的问题。

就所生成的模型而言,Stratasys的FDM过程是一种准确可靠的过程,相对来说适合办公室/工作室,尽管可能需要大量的后期处理。在入门级,正如预期的那样,FFF过程产生的模型精度要低得多,但情况在不断改进。

对于某些部件的几何形状,该过程可能会很慢,而且层与层之间的粘附可能是一个问题,导致部件不水密。同样,使用丙酮的后期处理可以解决这些问题。

喷墨

有两种利用喷射技术的3D打印江南平江南平台版台版过程。

粘结剂喷射:其中被喷射的材料是粘结剂,并被选择性地喷射到零件材料的粉末床上,一次融合一层,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,在喷射头的下一次通过之前,滚轮或刀片将粉末抚平在床上的表面,与后续层的粘结剂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。该过程的另一个独特优势是能够轻松添加一个可以添加到粘合剂的全调色板。

然而,直接由机器产生的零件不像烧结工艺那样坚固,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,其中实际的构建材料(在液体或熔融状态)被选择性地喷射通过多个喷射头(与其他同时喷射支撑材料)。然而,这些材料往往是液体光聚合物,在每一层沉积时都要经过紫外光固化。

该产品的性质允许同时沉积一系列材料,这意味着可以用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,可以生产非常光滑的精确零件。江南平台版江南平台版

选择性沉积叠层(SDL)

SDL是由Mcor技术公司开发和制造的专有江南平江南平台版台版3D打印工艺。人们很容易将这种工艺与Helisys在20世纪90年代开发的层压物体制造(LOM)工艺进行比较,因为它们在分层和成形纸张以形成最终部件方面有相似之处。然而,相似之处仅此而已。

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部件。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的粘合剂密度要高得多,而在作为支撑的周围区域应用的粘合剂密度要低得多,以确保相对容易的“除草”或支架移除。

当一张新纸从送纸机构送入3D打印机,并放置在前一层选择性应用的粘合剂上后,构建板被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键。然后,构建板返回到构建高度,其中可调的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。当这个切割序列完成时,3D打印机沉积下一层粘合剂,直到零件完成。

SDL是极少数可以使用CYMK调色板生产全彩色3D打印江南平江南平台版台版部件的3D打印工艺之一。由于这些部件是标准纸张,不需要后期处理,因此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图形的生产中,并且构建尺寸受限于原料的尺寸。江南平台版江南平台版

循证医学

电子束熔化3D打印技术是瑞典Arcam公司开发的专利江南平江南平台版台版技术。这种金属打印方法在金属江南平台版粉末形成零件方面非常类似于直接金属激光烧结(DMLS)工艺。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这个过程。

EBM有能力在各种金属合金中制造全密度部件,甚至达到医疗级别,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在寻求EBM技术来实现制造。

05 - 江南平江南平台版台版3D打印材料

自3D打印技术早期发展以来,可用于3D打印的材料已经取得江南平江南平台版台版了长足的进步。现在有各种各样不同的材料类型,以不同的状态供应(粉末,灯丝,颗粒,颗粒,树脂等)。

现在,特定的材料通常是为执行特定应用的特定平台开发的(例如牙科行业),其材料属性更精确地适合应用。

然而,现在有太多的专利材料从许多不同的3D打印机供应商覆盖他们在这里。相反,本文将以更通用的方式研究最流行的材料类型。还有一些突出的材料。

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,已被证明可用于3D打印。江南平台版江南平台版它的颜色是天然的白色,但也可以在印刷前或印刷后上色。江南平台版这种材料也可以(以粉末形式)与铝粉结合,以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打印机上。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,有多种颜色。ABS可以从许多非专有来源以灯丝形式购买,这是它如此受欢迎的另一个原因。

PLA是一种生物可降解的塑料材料,正因为这个原因,它在3D打印中获得了吸引力。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,包括透明的,这已被证明是一些3D打印应用的有用选择。江南平台版江南平台版然而,它不像ABS那样耐用或灵活。

LayWood是一种专门为入门级挤压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灯丝形式出现,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被用于工业级3D打印。江南平台版江南平台版最常见的两种是铝和钴的衍生物。

最坚固的金属之一,因此最常用的3D打印是粉末形式的不锈钢烧结/熔化/EBM工艺。江南平台版江南平台版它是天然的银,但可以镀上其他材料,以达到黄金或青铜的效果。

在过去的几年里,黄金和白银已经被添加到可以直接3D打印的金属材料的范围内,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,已经被用于3D打印工业应用一段时间了。江南平台版江南平台版以粉末形式提供,可用于烧结/熔化/EBM工艺。

陶瓷

陶瓷是一组相对较新的材料,可用于3D打印,并取得了不同程度的成功。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任何使用传统生产方法制造的陶瓷部件相同的过程-即烧制和上光。江南平台版

标准A4复印纸是一种3D打印材料,采用Mcor Techno江南平江南平台版台版logies提供的专有SDL工艺。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等水平,但重点是非常容易获得的,具有成本效益的材料供应,江南平江南平台版台版可以在当地购买。用纸张制作的3D打印模型安全、环保、易于回收,不需要后期处理。

生物材料

关于3D打印生物材料在医疗(和其他)领域应用的潜力,人们进行了大量的研究。江南平台版江南平台版一些主要机构正在研究活组织,以期开发包括打印用于移植的人体器官以及用于替换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都集中在开发食品上——肉类就是最好的例子。

食物

在过去几年里,3D打印食品物质的挤出机实验急剧增加。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)。还有一些打印机可以打印糖,还有江南体育娱乐官方网站一些实验可以打印意大利面和肉。展望未来,研究正在进行中,利用3D打印技术来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)材料的公司是Stratasys,它为Objet connecx 3D打印平台提供了数字材料。江南平台版江南平台版这意味着标准Objet 3D打印材料可以在打印过程中结合-以各种和指定的浓度-形江南平江南平台版台版成具有所需性能的新材料。通过以不同的方式组合现有的主要材料,可以实现多达140种不同的数字材料。

06 - 江南平江南平台版台版3D打印全球效果

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采用新的思维方式,并产生普遍有利的结果。

这种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,从而减少当前供应链的限制。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生产的能力是吸引消费江南平江南平台版台版者、减少或消除库存和库存堆积的可靠方式——这与亚马逊的运营方式类似。

从世界的一个地方到另一个地方运输备件和产品可能会过时,因为备件可能是现场3D打印的。这可能会对未来全球范围内大小企业、军队和消费者的运作和互动方式产生重大影响。许多人的最终目标是让消费者在家里或在他们的社区里操作他们自己的3D打印机,任何(可定制的)产品的数字设计都可以通过互联网下载,并可以发送到打印机,打印机上加载正确的材料。目前,关于这种情况是否会发生还存在一些争论,关于它可能发生的时间框架也存在更严格的争论。

更广泛地采用3D打印可能会导致许多已经发明的江南平江南平台版台版产品的重新发明,当然,还有更多的全新产品。今天,以前不可能的形状和几何图形可以用3D打印机创建,但这一旅程才刚刚开始。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,并使本地制造业恢复生机。

对全球经济的潜在影响

如果在全球范围内采用3江南平江南平台版台版D打印技术,将对全球经济产生潜在影响。从目前的生产和分销模式转向基于按需、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,例如与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出现,从新形式的产品设计师、打印机运营商、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对于许多知识产权持有者来说,盗版是当前与3D打印相关的一个问题。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减少可能会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,在那里,日益增长的老龄化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也很适合老龄化的西方社会。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,都带来了许多传统制造方法(或原型)无法带来的好处。

定制

江南平江南平台版台版3D打印工艺允许大规模定制-根据个人需求和要求个性化产品的能力。即使在相同的构建室中,3D打印的性质意味着可以根据最终用户的要求同时制造大量产品,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,产品江南平江南平台版台版(在数字环境中设计)的激增,涉及的复杂程度是任何其他方式都无法物理生产的。虽然这一优势已被设计师和艺术家利用以获得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复杂的组件,这些组件被证明比它们的前辈更轻、更坚固。在这些问题具有首要重要性的航空航天部门,正在出现显著的用途。

Tool-less

对于工业制造来说,产品开发过程中成本、时间和劳动最密集的阶段之一是工具的生产。对于中低批量应用,工业3D打印(或增材制造)可以消除对工具生产的需求,从而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命题,越来越多的制造商正在利用这一优势。此外,由于上述复杂性优势,产品和组件可以专门设计,以避免具有复杂几何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。

可持续发展/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,通过更轻和更强的设计,与传统制造产品相比,减少碳足迹。

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-消除了巨大的库存和不可持续的物流,将大量产品运往世界各地。

08 - 江南平江南平台版台版3D打印应用

3D打印在“快速原型”中的起源江南平江南平台版台版是建立在工业原型的原则上的,作为一种加速产品开发的早期阶段的手段,通过快速和直接的方式生产原型,允许产品的多次迭代更快速和有效地到达最佳解决方案。这在整个产品开发过程的一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。

原型仍然可能是最大的,即使有时被忽视,今天的3D打印应用。江南平台版江南平台版

由于原型3D打印技术的出现,工艺和材料的发展和改进,使得该工艺在产品开发流程链中得到了进一步的应用。江南平台版江南平台版模具和铸造应用程序是利用不同工艺的优点开发的。同样,这些应用程序越来越多地被工业部门使用和采用。

与最终制造业务类似,这些改进正在继续促进吸收。

从所有这些广泛应用中受益于工业3D打印的工业垂直市场来看,以下是基本细分:江南平台版江南平台版

医疗及牙科

医疗行业它被视为3D打印的早期采用者之一,但也是一个具有巨大增长潜力的行业,因为该技术的定制和个性化能力,以及随江南平江南平台版台版着工艺改进和材料开发达到医疗级标准而改善人们生活的能力。

江南平江南平台版台版3D打印技术正被用于许多不同的应用领域。除了为医疗和牙科行业制作支持新产品开发的原型外,这些技术还被用于制作牙冠下游金属铸件的图案,以及用于制造工具,在这些工具上真空成型塑料以制造牙科矫正器。该技术还被直接用于制造库存产品,如髋关节和膝关节植入物,以及定制的患者特定产品,如助听器、鞋子的矫形鞋垫、个性化义肢和一次性植入物,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的应用,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、药物甚至人体器官的技术也正在开发中。江南平台版江南平台版然而,这些技术距离商业化还有几十年的时间。

航空航天

与医疗部门一样,航空航天部门是3D打印技术的早期采用者,其产品开发和原型设计的最早形式。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,在推动制造业应用技术的边界方面处于最前沿。

由于飞机开发的关键性质,研发是苛刻和艰苦的,标准是关键的,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可以在飞机上飞行。

知名用户包括通用电气/莫里斯技术公司、空中客车/ 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现实的方法来对待他们现在所做的技术,而且大部分都是研发,但有些公司确实对未来非常乐观。

汽车

另一个快速原型技术的早期采用者- 3D打印的最早化身-是汽车行业。江南平台版江南平台版许多汽车公司——尤其是处于赛车运动和F1前沿的汽车公司——都遵循了与航空航天公司类似的轨迹。首先(仍然是)将技术用于原型应用,但开发和调整其制造流程,以融入改进的材料和汽车零部件的最终结果的好处。

许多汽车公司现在也在关注3D打印的潜力,以满足在按需生产备件/替换部件方面的售后功能,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总是需要涉及特定学科的高水平的专业知识和知识,包括制造、模具制造、铸造、电镀、锻造、银/金锻造、石头切割、雕刻和抛光。这些学科都经过了多年的发展,在应用于珠宝制造时都需要技术知识。其中一个例子就是熔模铸造,其起源可以追溯到4000多年前。

对于珠宝行业而言,3D打印已被证明具有特别大的颠覆性江南平台版。江南平台版人们对3D打印技术的兴趣和吸收很大程度上取决于3D打印技术将如何为该行业的进一步发展做出贡献。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,到改进传统珠宝生产流程,再到直接3D打印生产,消除了江南平江南平台版台版许多传统步骤,3D打印已经并将继续在这一领域产生巨大影响。

艺术/设计/雕塑

艺术家和雕塑家正在以无数种不同的方式参与3D打印,以以前不可能的方式探索形式和功江南平台版能。江南平台版无论是单纯地寻找新的原始表达,还是向老大师学习,这是一个高度紧张的部门,越来越多地发现3D打印的新方法,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打印技术而出名。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
  • 还有很多其他的。

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,艺术家和学生现在已经有了一种经过江南平江南平台版台版验证的方法,可以重现过去大师的作品,并创造出古代(和最近的)雕塑的精确复制品,以便仔细研究——否则他们永远无法亲自与艺术作品互动。Cosmo Wenman的工作在这一领域尤其具有启发性。

体系结构

长期以来,建筑模型一直是3D打印工艺的主要应用,用于制作建筑师愿景的精确演示模型。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3D CAD、BIM或建筑师使用的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(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正在将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,一些组织正在进行研究,最著名的是拉夫堡大学,轮廓制作和宇宙建筑。

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,一个以实验和离谱的言论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、帽子和包包在内的3D打印配件已经登上了全球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定制时装上的能力——连衣裙、披肩、长裙,甚至一些内衣已经在世界各地不同的时装场所首次亮相。

值得一提的是,艾瑞斯·范·赫本是这方面的先驱。她以巴黎和米兰的t台为蓝本设计了许多系列,其中结合了3D打印技术,打破了不再适用于时装设计的“正常规则”。江南平台版江南平台版许多人追随她的脚步,并继续追随她的脚步,往往取得了完全原创的结果。

食物

虽然是3D打印派对的后来者,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),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!江南平江南平台版台版3D打印正在成为一种准备和呈现食物的新方式。

最初进入3D打印食品的是巧克力和糖,随着江南平江南平台版台版特定的3D打印机进入市场,这些发展继续迅速发展。江南体育娱乐官方网站其他一些早期的食物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3D打印食品的食物。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,也是一种全面而健康地平衡营养的方式。

消费者

3D打印供应商的圣杯是消费级3D打印。江南平台版江南平台版关于这是否可行的未来存在着广泛的争论。目前,由于入口级(消费级机器)存在可访问性问题,消费者的使用率很低。在这个方向上,较大的3D打印公司如3D系统和Makerbot正在取得进展,作为Stratasys的子公司,他们试图使3D江南平江南平台版台版打印过程和辅助组件(软件,数字内容等)更易于访问和用户友好。目前,街上的人可以通过三种主要方式与消费产品的3D打印技术进行交互: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实现

09 -术语

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腹肌丙烯腈丁二烯苯乙烯

加法制造

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