早期構(gòu)想與探索1859年,法國雕塑家弗朗索瓦?威廉姆(Fran?oisWillème)申請了多照相機(jī)實(shí)體雕塑(photosculpture)的,這是3D掃描技術(shù)的早期雛形。1892年,法國人JosephBlanther提出使用層疊成型方法制作地形圖的構(gòu)想,這是增材制造技術(shù)基本原理的初步探索。1940年,Perera提出類似設(shè)想,通過沿等高線輪廓切割硬紙板并層疊成型制作三維地形圖。
技術(shù)奠基與突破1972年,Matsubara在紙板層疊技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了使用光固化材料的方法,為后續(xù)的3D打印技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。1983年,美國科學(xué)家查爾斯?胡爾受紫外線使桌面涂料快速固化的啟發(fā),萌生了3D打印的想法,并發(fā)明了SLA(Stereolithography,液態(tài)樹脂固化或光固化)3D打印技術(shù),他將其稱作立體平版印刷,3D打印技術(shù)由此正式誕生。1984年,立體光刻技術(shù)(SLA)正式發(fā)明,同年查爾斯?胡爾為該技術(shù)申請美國專利。1986年,查爾斯?胡爾獲得了快速原型技術(shù)的,創(chuàng)建了STL文件格式,并開發(fā)出世界上臺3D打印機(jī),隨后以這種技術(shù)為基礎(chǔ)成立了世界上家3D打印設(shè)備公司3DSystems。 考古修復(fù),利用技術(shù)重現(xiàn)歷史文物。連云港金屬3D打印技術(shù)
應(yīng)用領(lǐng)域:
工業(yè)設(shè)計(jì)與制造:常用于產(chǎn)品原型制作,幫助設(shè)計(jì)師快速驗(yàn)證設(shè)計(jì)想法,進(jìn)行外觀評估和功能測試。在模具制造中,可通過打印模具原型來進(jìn)行試模和優(yōu)化,縮短模具開發(fā)周期和成本。醫(yī)療領(lǐng)域:可打印人體模型、手術(shù)導(dǎo)板等。模型能幫助醫(yī)生更好地了解患者病情,制定手術(shù)方案;手術(shù)導(dǎo)板則可提高手術(shù)的度,減少手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè):在珠寶設(shè)計(jì)與制造中,能夠快速制作出復(fù)雜精美的珠寶模型,提高設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。同時(shí),在文物修復(fù)領(lǐng)域,可根據(jù)文物的數(shù)字模型,利用 SLA 3D 打印技術(shù)復(fù)制缺失的部分,實(shí)現(xiàn)文物的修復(fù)和還原。 浙江透明3D打印定制航空航天領(lǐng)域利用3D打印制造復(fù)雜零部件和進(jìn)行快速修復(fù)。
產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展:各地將形成更多的 3D 打印產(chǎn)業(yè)集群,吸引上下游企業(yè)集聚,實(shí)現(xiàn)資源共享、協(xié)同創(chuàng)新,提高產(chǎn)業(yè)整體競爭力。產(chǎn)業(yè)集群還能促進(jìn)技術(shù)交流和人才培養(yǎng),推動(dòng) 3D 打印產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大:隨著技術(shù)的進(jìn)步、應(yīng)用領(lǐng)域的拓展和成本的降低,3D 打印市場規(guī)模將繼續(xù)保持高速增長。預(yù)計(jì)在未來幾年,全球 3D 打印市場規(guī)模將不斷突破新高,中國等新興市場國家的增長速度可能更為。服務(wù)模式創(chuàng)新:出現(xiàn)更多的 3D 打印服務(wù)提供商,為企業(yè)和個(gè)人提供一站式的 3D 打印解決方案,包括設(shè)計(jì)、打印、后處理等服務(wù)。還可能形成基于互聯(lián)網(wǎng)的 3D 打印共享平臺,實(shí)現(xiàn)設(shè)備、材料和技術(shù)的共享,提高資源利用效率。
材料安全:
選擇合適材料:了解不同 3D 打印材料的特性和安全性,如 ABS 塑料在打印時(shí)可能產(chǎn)生刺鼻氣味,長期吸入對人體有害,而 塑料則相對環(huán)保。根據(jù)自身需求和安全考慮,選擇合適的打印材料。防止誤食和接觸:3D 打印材料通常為顆粒狀或絲狀,應(yīng)妥善存放,避免兒童或?qū)櫸镎`食。同時(shí),在處理材料時(shí),佩戴手套,防止某些材料對皮膚產(chǎn)生刺激。
電氣安全:
使用合格電源:確保 3D 打印機(jī)使用的電源插座和電源線符合安全標(biāo)準(zhǔn),具有良好的接地保護(hù),以防止觸電事故。避免使用劣質(zhì)或損壞的電源設(shè)備。防止過載:不要將 3D 打印機(jī)與其他大功率電器同時(shí)連接在同一個(gè)插座上,以免造成電路過載,引發(fā)火災(zāi)或其他電氣故障。定期檢查線路:定期檢查打印機(jī)的電源線和內(nèi)部線路是否有破損、老化等情況,如有問題應(yīng)及時(shí)更換或維修,以確保電氣安全。 3D打印是一種通過逐層堆積材料制造三維物體的先進(jìn)技術(shù)。
實(shí)際應(yīng)用中的生產(chǎn)效率表現(xiàn):
在產(chǎn)品原型制造方面:3D打印可以快速將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為實(shí)物,幾天內(nèi)就能完成一個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品原型的制作,相比傳統(tǒng)的模具制造等方法,縮短了開發(fā)周期,提高了效率。
在小批量零部件生產(chǎn)方面:對于一些復(fù)雜形狀、小批量的零部件,3D打印無需制作模具,可以直接生產(chǎn),生產(chǎn)周期短,成本相對較低。但如果是大規(guī)模批量生產(chǎn)相同的簡單零部件,傳統(tǒng)的注塑成型、沖壓等方法生產(chǎn)效率更高。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,3D 打印的生產(chǎn)效率在逐步提高。例如,新的打印技術(shù)不斷涌現(xiàn),設(shè)備制造商也在通過改進(jìn)硬件設(shè)計(jì)、優(yōu)化軟件算法等方式來提升打印速度和質(zhì)量,未來 3D 打印技術(shù)在更多領(lǐng)域?qū)⒕哂懈鼜?qiáng)的競爭力。 3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域用于定制假體、牙齒矯正器和手術(shù)模型。安徽金屬3D打印廠家
3D打印技術(shù)可以減少材料浪費(fèi),符合可持續(xù)發(fā)展理念。連云港金屬3D打印技術(shù)
模型結(jié)構(gòu)合理性:3D 打印模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響打印的可行性和質(zhì)量。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)可能需要更多的支撐材料,增加打印難度和成本,并且在去除支撐時(shí)可能會損傷產(chǎn)品表面。同時(shí),不合理的結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致打印過程中出現(xiàn)應(yīng)力集中,引起產(chǎn)品變形或斷裂。壁厚和尺寸:產(chǎn)品的壁厚和尺寸也需要合理設(shè)計(jì)。壁厚過薄可能導(dǎo)致產(chǎn)品強(qiáng)度不足,容易斷裂;壁厚過厚則可能增加打印時(shí)間和材料成本,還可能引起內(nèi)部缺陷。尺寸過大的產(chǎn)品可能超出打印機(jī)的打印范圍,或者在打印過程中由于重力等因素影響而出現(xiàn)變形。切片參數(shù)設(shè)置:將 3D 模型轉(zhuǎn)換為打印機(jī)可識別的切片文件時(shí),切片參數(shù)的設(shè)置至關(guān)重要。包括層厚、打印速度、填充密度、支撐結(jié)構(gòu)等參數(shù)都會影響打印質(zhì)量。例如,層厚設(shè)置過大可能使產(chǎn)品表面臺階效應(yīng)明顯,影響外觀質(zhì)量;打印速度過快可能導(dǎo)致材料來不及粘結(jié),降低產(chǎn)品強(qiáng)度。連云港金屬3D打印技術(shù)