第一,設(shè)計制造一體化。由三維模型直接驅(qū)動,在一定程度上實現(xiàn)了設(shè)計、制造的一體化,這是三維打印技術(shù)的一個最顯著特點。
第二,高度柔性。添加制造技術(shù)不受零件的形狀和結(jié)構(gòu)的任何約束,使復(fù)雜模型的直接制造成為可能。
第三,縮短新產(chǎn)品的研制周期,降低研發(fā)成本。三維打印技術(shù)可以自動、直接、快速、精確地將設(shè)計思想轉(zhuǎn)換成真實的產(chǎn)品模型,從而可以對正處于設(shè)計階段的產(chǎn)品做出快速評價、修改及功能試驗,這樣既有效地縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期,又降低了經(jīng)濟損耗。
3D打印原理:
所謂3D打印,即快速成型技術(shù)的一種,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)的。這一成型過程不再需要傳統(tǒng)的刀具、夾具和機床就可以打造出任意形狀。它可以自動、快速、直接和精確地將計算機中的設(shè)計轉(zhuǎn)化為模型。
3D打印機采用分層加工,迭加成型方式來“造型”,會將設(shè)計品分為若干薄層,每次用原材料生成一個薄層,再通過逐層疊加獲得3D實體。這一點它與噴墨打印機工作方法十分類似,3D打印是一層一層地印,而噴墨打印機是一條直線一條直線地噴,通過若干直線的疊加形成圖像。它通過對計算機中三維軟件的識別,進行STL(三角網(wǎng)格格式)轉(zhuǎn)換,再結(jié)合切層軟件確定擺放方位和切層路徑,并進行切層工作和相關(guān)支撐材料的構(gòu)造。
最后使用噴頭將固態(tài)的線型成型材料加熱成半熔融狀態(tài)之后擠出來,和支撐材料自下而上,一次一層的構(gòu)鑄成最終實體。簡單地說,可以理解為軟件把物體分成若干個橫截面,而三維打印機將這些橫截面一次一層的沉淀、堆積,最終形成我們所需的實體。
3D打印簡史:
1986年,Charles Hull開發(fā)了第一臺商業(yè)3D印刷機。
1993年,麻省理工學(xué)院獲3D印刷技術(shù)專*。
1995年,美國ZCorp公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機。
2005年,市場上首個高清晰彩色3D打印機Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。
2010年11月,世界上第一輛由3D打印機打印而成的汽車Urbee問世。
2011年6月6日,發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼。
2011年7月,英國研究人員開發(fā)出世界上第一臺3D巧克力打印機。
2011年8月,南安普敦大學(xué)工程師開發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機。
2012年11月,蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次用3D打印機打印出人造肝臟組織。