3D打印技术的应用毕业论文
材料毕业论文3D打印技术在建筑材料领域的应用论文

3D打印技术在建筑材料领域的应用论文13D打印技术简介3D打印技术不同于传统的打印技术,在该技术中往往以数字模型文件作为它的基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过喷嘴将材料挤出,经过逐层打印的方式来构造物体。
之所以称其为3D打印,是因为其参照了打印机的技术原理,加工过程与传统的喷墨打印十分相似。
与传统打印不同的是,传统打印机用打印油墨实现打印,而3D打印用的是真正的各种原材料。
3D打印最早于20世纪90年代中期出现,但由于技术和成本的影响,这一技术并没有取得长足的进步和发展。
随着科技水平的不断提高,时代变迁和发展,边缘技术的完善,3D技术取得了明显的进步,从新世纪伊始,我国3D打印的专利数量快速增长,表明我国的3D打印技术正处于极具前景的快速发展时期。
目前,我国的3D 打印技术虽然学术水平较高,但存在应用较少的问题,原材料的制约是限制3D打印产业化发展的一重要原因。
2适用于3D打印的建筑材料建筑业发展至今,所应用到的建筑材料有成千上万种,但是适用于3D打印技术的建筑材料却屈指可数。
目前3D打印建筑所采用的材料还不成熟,结合国内外现状,荷兰通过实验研究发现,塑料和树脂类材料可以应用于3D打印机上;美国则在选用3D打印材料上,将目光投向了树脂砂浆类,粘土类和混凝土类等材料,通过一定的技术处理也成功的应用在了3D打印机上。
我国最典型的应用是在上海,选择建筑废料作为材料,通过一系列技术加工,粉碎磨细,加纤维、水泥及有机粘合剂等,做成“油墨”,从而应用于3D打印机上。
2.1GRG材料所谓GRG材料,这里指的是通过采用GRG专用石膏,也就是人们常说的超细结晶石膏为基料,将具有专用连续刚性的增强玻璃纤维和它混合制成的产品材料,这种材料目前主要专注于制作异形产品。
具有不变形、质量轻、强度高、会呼吸、防火、环保、声学效果好、加工周期短等特点。
一般应用于剧院、报告厅、会展中心、体育场等工程项目,上海世博中心2600人大会堂就是通过这种GRG产品建造的。
三d打印技术论文

三d打印技术论文3D打印,又称为增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为“第三次工业革命的重要标志”,下面小编给大家分享三d打印技术论文,大家快来跟小编一起欣赏吧。
三d打印技术论文篇一3D打印技术摘要:3D打印又称为增材制造,近年来得到了快速发展,应用领域不断增加。
本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析,对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。
关键词:3D打印;应用现状;教学领域1 引言3D打印,又称为增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为“第三次工业革命的重要标志”,以其“制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。
近年来,随着3D打印技术的逐步成熟、精确,打印材料种类的增加,打印价格的降低,3D打印得到了快速发展,应用领域不断增加,不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用,也逐渐进入了公众视野,走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所,在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用,作为教育工作者,本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上,重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。
2 3D打印概述2.1 3D打印原理3D打印(3D printing,又称三维打印),是利用设计好的3D模型,通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。
一般来说,通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2],其中3D虚拟模型,可以是利用扫描设备获取物品的三维数据,并以数字化方式生成三维模型,或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型,有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型,比如123D Catch[3]。
2.2 3D打印的优势与传统制造技术相比,3D打印不需事先制模,也不必铸造原型,大大缩短了产品的设计周期,减少了产品从研发到应用的时间,降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险,使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单,产品也更能凸显个性化。
3d打印技术原理论文范文

3d打印技术原理论文范文3D打印技术是打印行业的新技术,打印出来的东西比传统技术的打印出来的更有立体感。
店铺整理了3d打印技术论文,希望能对大家有所帮助!3d打印技术论文篇一:《3D打印技术的应用与发展探究》摘要:印刷和打印技术作为信息传播的重要方式,以平面图文信息的形式,为人类的文明和进步做出了重要的贡献。
3D(三维)打印技术是在传统二维平面印刷打印技术的基础上,通过逐层二维打印的叠加,在三维立体空间内制造出产品。
本文主要讲述3D打印技术在各领域中的应用,探索限制3D打印技术发展的瓶颈及其未来发展趋势。
关键词:3D打印技术;印刷技术;发展前景0 引言近年来,我们经常会看到有关于3D打印技术的新闻,“3D打印房屋”、“3D打印金属手枪”、“3D打印自行车”、“3D打印仿生耳”等等,3D打印自问世以来就得到了广泛的关注,其应用更是跨越各个领域。
2014年11月末,《时代》周刊将3D打印技术列为2014年25项年度最佳发明之一。
全球工业分析公司(Global Industry Analysis Inc)的研究报告预测2018年全球3D打印市场将达到29.9亿美元。
但3D打印技术也面临着如制造速度与精度、设备和材料成本、产品性能、操作的安全性等多方面的瓶颈和挑战。
提升3D打印的效率和精度,开发更为多样的3D打印材料是未来的研究热点。
本文主要对3D打印技术的应用和发展趋势进行了研究和探讨。
1 何为3D打印3D打印(Three Dimensional Printing)始于上世纪90年代,是快速成型技术的一种。
美国3D System公司在1986年就制造了第一款3D打印设备。
在传统二维平面印刷打印技术的基础上,通过逐层二维打印的迭加,利用喷头的三维运动实现曲面打印,逐层增加材料来生成三维实体,其原理图如图1所示。
其分层加工的过程与传统喷墨打印十分相似,树脂、尼龙、塑料、金属、陶瓷、混凝土等材料经过特殊处理都可以用做3D打印的“墨水”。
3D打印毕业论文

毕业设计(论文)题目浙江黄岩3D打印行业市场调查分析班级中美______________________姓名____________ 林凯__________2008年5月25日开题报告题目:浙江黄岩3D打印行业市场调查分析一、选题的理由3D 打印行业最早应用于工业领域,随着技术的发展,适用的制造领域范围不断扩大。
近些年来,市场规模保持着较快的增速。
从3D打印现有的技术优势和自身局限,以及未来的发展方向来看,这一技术在医疗、航空航天、消费电子和汽车行业的发展前景较为广阔。
现阶段,除了医疗领域之外;3D 打印技术对其他行业的贡献主要集中在产品设计和模具开发两个方面,随着技术的不断完善,这一技术的应用将会向行业的其他环节渗透。
同时,随着“创客”潮流的风靡,近些年来,3D 打印设备在个人消费市场的需求急速膨胀。
由于个人制造没有传统工业技术标准的约束,我们判断,未来仍将保持相对较快的发展速度,存在巨大的市场潜在需求。
为了推出更加适合市场的3D打印机,了解客户对3D打印的需求,提供更加符合用户需求的产品。
我们对黄岩地区3D打印市场进行调查。
二、论文研究的内容黄岩地区模具行业发达,制造业蓬勃发展。
未来3D打印将与传统制造业相辅相成,为了推出更加符合市场需求的3D打印机,我们对黄岩地区的客户群体进行调查了解他们的需求。
三、论文研究希望解决的问题通过本文的研究,希望能够了解黄岩地区3D打印客户群体对3D打印的需求, 推广3D打印技术。
四、论文研究方法本文将使用文献研究法,通过调查当地行业文献来获得资料,从而全面地、正确地了解掌握索要研究问题的一种方法。
文献研究法作用:能了解有关问题的历史与现状,帮助确定课题研究;能形成关于研究对象的一般印象,有助于观察与访问;能够得到现实的比较资料;有助于了解事物的全貌。
作者通过文献来了解黄岩3D 打印市场情况,对客户需求进行分析,了解市场需求。
目录一、浙江黄岩3D 打印市场现状分析 (1)(一) ....................................... 3D打印介绍分析1(二) ........................... 浙江黄岩3D打印市场现状分析1二、浙江黄岩3D打印市场存在的问题 (3)(一)3D打印技术的推广不够3(二)价格过高.3(三)打印机材料种类限制.3(四)打印前后工序复杂.3三、对策建议 (3)四、结论 (4)参考文献: (5)浙江黄岩3D打印行业市场调查分析摘要:3D打印作为媒体和资本的新宠,风风火火地从幕后走向前台,发展如火如茶。
中国3d打印技术论文范文怎么写

中国3d打印技术论文范文怎么写随着科技的发展,3D技术也随之不断发展,3D打印机的更新换代速度将会随着市场的需求加快,3D打印可以使美梦成真。
店铺整理了3d打印技术论文范文,希望能对大家有所帮助!3d打印技术论文范文篇一:《试谈正走向现实的3D打印》摘要:3D打印技术这一新概念的普及和市场的兴起,3D打印机的更新换代速度也将会随着市场的需求加快,3D打印可以使美梦成真。
关键词:便宜;食品领域;个性化定制传统机床的铣、车、钻等工艺都是切削加工的工艺,算是“减材制造”,而最近兴起的3D打印技术则是通过原材料的堆叠,逐层加工形成预先设计的形状。
这种“增材制造”的技术具有节约材料、低成本、快速适应和定制化的特点,俨然成为开启第三次工业革命序幕的新技术。
一、3D打印的三大优势一般认为,在生产一件产品的同时,想要实现又好又快又便宜是非常困难的,通常只能达到三分之二的预期效果,但是3D打印恰恰可以使美梦成真。
1、好。
3D打印脱离了传统车床的制造工艺,技术人员不再拘泥于每种机器只能做一种加工的限制,从加工手段上打开了无限的设计空间;而在操作手法上,对熟练工的要求转变为对电脑软件的操作和对机器的校准,无需经过多年的学艺就能掌握完整的操作流程;从材料角度来看,一件产品往往不是由单一材料制成的,3D打印可以简便地实现材料组合;最重要的是结合了3D扫描技术,技术人员可以将实体世界的形状扫描成可编辑的设计文档,并借助3D打印技术获得精确的复制。
这些新的变化,都降低了3D打印操作的门槛,更容易获得令人满意的产品。
2、快。
3D打印能够实现一体化成型,通过省略组装环节的方式缩短了供应链,同时减少相应的劳动力、运输成本和由此带来的能耗和污染;3D打印机虽然体积不大,但可以生产比自己大的物体,并且便于移动,可以实现就近生产,也提高了生产效率,大大缩短了制造时间。
3、便宜。
3D打印是逐层叠加的制造工艺,因此最终产品的成本与所制造物体的复杂程度和产品的多样性无关,其成本取决于最终产品的实际体积,即消耗原材料的用量。
3D打印毕业论文

3D打印毕业论文简介本文旨在探讨3D打印技术在毕业论文中的应用。
首先,将介绍3D打印的基本原理和发展历程。
接着,将讨论3D打印在毕业论文中的相关主题,包括材料选择、设计和建模、打印过程控制等。
最后,将探讨3D打印在毕业论文中的优势和限制,并提出未来的发展方向。
3D打印基本原理和发展历程3D打印是一种将数字模型转化为实体物体的技术。
它通过逐层添加材料的方式来制造物体,相比传统的减材料制造方法,具有更高的灵活性和自由度。
自20世纪80年代以来,3D打印技术得到了迅猛发展,已广泛应用于各个领域。
3D打印在毕业论文中的相关主题材料选择毕业论文中的材料选择是非常重要的,因为它直接影响到打印出的物体的质量和性能。
3D打印技术提供了丰富的材料选择,包括塑料、金属、陶瓷等。
在选择材料时,需要考虑到物体的用途、需求和成本等因素。
设计和建模3D打印技术能够将复杂的设计想法转化为现实,因此在毕业论文中的设计和建模阶段,可以更加自由地实现创意和创新。
借助专业的3D建模软件,可以实现各种形状的设计,并进行模拟和优化。
打印过程控制在实际打印过程中,需要对参数进行调整和控制,以确保打印出的物体具有所需的质量和精度。
传统的打印参数包括打印速度、温度和层高等,需要根据具体情况进行调整。
3D打印在毕业论文中的优势和限制优势- 可以实现复杂的设计和创新的构思。
- 灵活性高,可以根据需求进行个性化定制。
- 节约材料和能源。
- 加速制造和原型开发的过程。
限制- 目前的打印速度较慢,不适用于大规模生产。
- 部分材料的性能和强度有限。
未来的发展方向3D打印技术仍在不断发展中,未来的发展方向包括:- 提高打印速度和效率。
- 开发新的高性能材料。
- 提高打印精度和质量控制技术。
结论3D打印技术在毕业论文中具有广泛的应用前景,能够实现复杂的设计和创新的构思。
然而,我们也应该认识到其目前的限制,并期待未来的发展和突破。
3d打印技术论文

3d打印技术论文3D打印的发明及应用为工业设计相关行业的发展提供了广阔空间,小编精心推荐的一些3d打印技术论文,希望你能有所感触!3d打印技术论文篇一3D打印技术的发展方向摘要:3D打印技术将摄影、计算机、互联网、新材料等结合在一起改变着我们的生产和生活方式,广泛应用在个性化产品、生物工程、高端工业产品、数码娱乐等领域,3D打印技术未来将向精密化、智能化、通用化以及便捷化等方面发展。
关键词:3D打印技术应用瓶颈发展方向具有工业革命意义的3D打印技术将摄影、计算机、互联网、新材料等有机结合在一起改变了我们的传统思维,对我们的生产和生活方式将带来巨大的改变。
一、3D打印技术的前景3D打印技术源于美国军方的快速成型技术,随着计算机和网络技术的发展到20世纪80年代才出现商业3D打印机[1],由于3D打印技术颠覆性的制造理念,在一些特殊的应用领域发展很快。
1.3D打印技术简介3D打印技术是指通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体的技术,它综合了摄影、数字建模、材料、机电控制和计算机等前沿技术知识,也称增材制造、立体印刷或直接数字制造等[2],主要包括建模、打印和后处理三个步骤,先建立数字化模型,运用液体(如液态光敏树脂)、固体粉末(如金属粉或塑料粉)、丝材(如塑料丝)等,通过光固化成型或熔融挤出以逐层成型的方式打印出实体产品。
2.3D打印技术的历程由于发达国家特别是美国的重视和大力投入,3D打印的关键技术不断被突破,20世纪80年代到90年代,美国出现了光固化成型(SL)、选择性激光烧结(SLS)、熔融挤出成型(FDM)、三维印刷(3DP)等一系列3D打印的核心专利技术,随后各种不同用途的3D打印机相继问世:1984年美国人Charles Hull制造出世界第一台商业3D打印机;1986年Charles Hull成立了3D Systems公司,这是世界上第一家生产3D 打印机的公司;2009年美国Organovo公司首次使用3D打印机造出人造血管;2011年8月,南安普敦大学研发出世界第一台可以打印飞机的3D打印机;2012年11月,苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。
3d打印技术的应用论文2500字

3d打印技术的应用论文2500字现如今,3D打印机是民用市场出现的一个新词,在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”。
店铺整理了3d打印技术2500字论文,希望能对大家有所帮助!3d打印技术2500字论文篇一:《试谈3D打印技术及其应用发展》【摘要】本文通过分析3D打印机的原理,总结了几种典型的3D 打印技术,分析其市场应用和发展方向,得出3D打印技术的发展会引领第三次工业革命的发展。
【关键词】3D;打印机;3D打印技术1.前言近来,三维(3D)打印技术[1]在发达国家兴起,前不久在网上流传的3D打印手枪,引来许多网友围观。
3D打印现在已不再只是概念产物,全球已有不少公司推出了个人3D打印机,它已在平常生活中开始普及。
2012年4月,英国《经济学人》刊文认为,3D打印技术将与其他数字化生产模式一起,推动第三次工业革命的实现。
传统制造技术是“减材制造技术”,3D打印则是“增材制造技术”,它具有制造成本低、生产周期短等明显优势。
2.3D打印机的原理及技术2.1 3D打印机3D打印机是近年来在民用市场出现的一个新词。
在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”[2]。
快速成形技术诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种全新制造技术。
它集分层制造技术、机械工程、数控技术、CAD、激光技术、逆向工程技术、材料科学于一体,可以直接、快速、自动、精确地将设计电子模型转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种低成本而高效的实现手段。
快速成形技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成型机,将一层层的材料堆积成实体原型。
不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同。
但是基本原理一样,那就是“分层制造,逐层叠加”[3],类似于数学上的积分过程。
形象地讲,快速成形系统就像是一台“立体打印机”,因此得名。
2.2 3D打印机的原理3D打印机根据零件的形状,每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面,然后再把它们逐层粘结起来,就得到了所需制造的立体的零件。
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目录第一部分引言第二部分 3D打印技术的介绍2.1,3D打印系统的工作原理和制造工艺2.2,3D打印制造的优点第三部分 3D打印技术的应用3.1 3D打印制造在模具制造中的应用3.2 3D打印技术在医学中的应用第四部分结束语参考文献3D打印技术的应用摘要:本文介绍了3D打印技术的基本原理及其制造流程。
通过一些实例说明了3D打印的应用,主要是说明在机械制造方面的应用和医学方面的应用。
The using of 3D PRINTING technology Abstract :In this paper, it describes the theory of 3D打印 and themanufacture process. Some examples are used to make youknow the using of 3D打印 technology in machinemanufacture and in medicine.第一部分引言3D打印(3D PRINTING )即3D打印技术,又3D打印制造是20世纪80年代才兴起的一门新兴的技术,是21世纪制造业最具影响的技术之一。
随着计算机与网络技术的发展,信息高速公路加快了科技传播的速度,产品的生命周期越来越短,企业之间的竞争不再只是质量和成本上的竞争,而更重要的是产品上市时间的竞争。
因此,通过计算机仿真和3D打印增加产品的信息量,以便更快的完成设计及其制造过程,将产品设计和制造过程的时间周期尽量缩短,防止投产后发现问题造成不可挽回的损失。
3D打印技术是由CAD模型直接驱动的快速制造复杂形状的三维实体的技术总称。
简单的讲,3D打印制造技术就是快速制造新产品首版样件的技术,它可以在没有任何刀具、模具及工装夹具的情况下,快速直接的实现零件的单件生产。
该技术突破了制造业的传统模式,特别适合于新产品的开发、单件或少批量产品试制等。
它是机械工程、计算机CAD、电子技术、数控技术、激光技术、材料科学等多学科相互渗透与交叉的产物。
它可快速,准确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或零件,以便进行快速评估,修改及功能测试,从而大大缩短产品的研制周期,减少开发费用,加快新产品推向市场的进程。
自从美国3D公司在1987年推出世界上第一台商用快速原形制造设备以来,快速原形技术快速发展。
投入的研究经费大幅增加,技术成果丰硕。
原形化系统产品的销量高速增长。
在这方面美国,日本一直处于领先地位,我国在这方面起步较晚,但是奋起直追,开展研究并取得一定成果,国内也有些成熟的产品问世,他们正在各种生产领域上发挥着作用。
第二部分 3D打印技术的介绍2.13D打印系统的工作原理和制造工艺3D打印技术是一种逐层制造技术,它采用离散/堆积成型原理,其过程是:先得到所需零件的计算机三维曲面或实体模型;然后根据工艺要求,将其按一定厚度进行分层,将原来的三维模型变成二维平面信息,即离散过程;再将分层后的数据进行一定的处理,加入加工参数,产生数控代码;在微机控制下,数控系统以平面加工方式,有序地连续加工出每个薄层,并使它们自动粘接而成型,从而制造出所需产品的实物样件或成品,这就是材料的堆积过程。
已知自由曲面CAD模型,如果使用传统的方法和数控机床进行加工,那么复杂的自由曲面,成本高,效率低。
近年来,3D打印即广泛的被运用于工业生产中。
各种3D打印技术的过程都包括CAD模型建立、生成STL文件格式、3D打印制作、模型分层切片和后置处理五个步骤,其制造过程如图1所示。
图1 3D打印技术的制造过程1)利用激光固化树脂材料的光造型法(Stereolithography)。
光造型装置一直以美国3DSYSTEMS公司的SLA型产品独占鳌头,并形成垄断市场。
其工作原理如图2所示。
由激光器发出的紫外光,经光学系统汇集成一支细光束,该光束在计算机控制下,有选择的扫描液体光敏树脂表面,利用光敏树脂遇紫外光凝固的机理,一层一层固化光敏树脂,每固化一层后,工作台下降一精确距离,并按新一层表面几何信息使激光扫描器对液面进行扫描,使新一层树脂固化并紧紧粘在前一层已固化的树脂上,如此反复,直至制作生成零件实体模型。
激光立体造型制造精度目前可达±0.1mm,主要用作为产品提供样品和实验模型。
此外,日本的帝人制机开发的SOLIFORM可直接制作注射成型模具和真空注塑模具。
图2 激光固化树脂法的原理图2)纸张叠层造型法。
纸张叠层造型法目前以HELISYS公司开发的LOM装置应用最广。
该装置采用专用滚筒纸,由加热辊筒使纸张加热联接,然后用激光将纸切断,待加热辊筒自动离开后,再由激光将纸张裁切成层面要求形状,如图3所示。
图3 纸张叠层造型法原理图3)熔融造型法熔融造型法(FDM)。
以美国STRATASYS公司开发的产品FDM(FUSED DEPOSITION MODELLING)应用最为广泛。
工作时,直接由计算机控制喷头挤出热塑材料并按照层面几何信息逐层由下而上制作出实体模型。
FDM技术的最大特点是速度快(一般模型仅需几小时即可成型)、无污染,在原型开发和精铸蜡模等方面得到广泛应用。
FDM生产可选成型材料种类较多,原材料费用低,因而的到广泛的应用。
但是FDM也有其固有的缺点。
精度低,热融制造中很难控制精度,难以制造结构复杂的构件,且材料的制造是处于熔点附近,因而构件的强度小,也不适合制造大型的制件,这些特点都限制了FDM的应用范围。
4)热可塑造型法(SLS)。
以DTM公司开发的选择性激光烧结即SLS(SELECTIVE LASER SINTERING)应用较多。
该方法是用CO2激光熔融烧结树脂粉末的方式制作样件。
工作时,由CO2激光器发出的光束在计算机控制下,根据几何形体各层横截面的几何信息对材料粉末进行扫描,激光扫描处粉末熔化并凝固在一起。
然后,铺上一层新粉末,再用激光扫描烧结,如此反复,直至制成所需样件。
如图3所示。
2.23D打印制造的优点3D打印技术的加工特点3D打印技术突破了“毛坯→切削→加工品”传统的零件加工模式,开创了不用刀具制作零件的先河,是一种利用的薄层叠加的加工方法。
与传统的切削加工方法相比,3D打印加工至少具有以下优点:1)可迅速制造出具有自由曲面和更为复杂形态的零件,如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等,这些利用传统工艺很难加工的,从而大大降低了新产品的开发成本和开发周期。
在时间尤其重要的今天,它可以为企业节省大量的研发时间。
2)它属于非接触加工,不需要切削加工所必需的刀具和夹具,无刀具磨损和切削力影响。
只需要一套特定的设备,工序简单,没有传统加工的烦琐的工序。
传统的加工中每一个工序都需要机床等复杂加工设备,且加工过程复杂,对操作人员的技术要求很高。
3)无振动、噪声和切削废料。
可以为企业节省宝贵的试制原料,简化生产。
传统的制造中由于多是机械制造,噪音较大。
且加工时边角料多。
造成资源的浪费。
4)可实现完全自动化生产。
操作可以由电脑控制,无需人的过多干预。
真正实现了自动化。
5)加工效率高,能快速制作出产品实体模型及模具。
精度高,生产的产品质量好。
3D打印技术在产品开发中的关键作用和重要意义是很明显的,它不受复杂形状的限制,可迅速地将示于计算机屏幕上的设计变为进一步评估的实物。
根据原型,可对设计的正确性、造型的合理性、可装配性和干涉性,进行具体的检验。
通过原型的检验可使开发产品中的风险减到最底的限度。
第三部分 3D打印技术的应用3D打印制造的技术实现快速模具制造是目前颇受制造部门关注的一个技术。
在模具的研制过程中样件的设计和加工是重要环节之一。
与数控加工相比,3D打印制造技术可以更快更方便的制造出各种复杂的原型。
将3D打印制作的样件用于模具制造,一般可使模具制造的成本和周期减少一半,显著提高生产效率。
间接用3D打印样件实现快速模具制造的方法一般有硅胶模、环氧树脂模、金属冷喷涂等。
由于锻造方法常用来制造形状很复杂的零件,所以3D打印与传统的锻造方法相结合,可解决传统铸造加工困难的瓶颈问题。
近年来3D打印已经应用的非常广泛,除上述与传统的模具制造相结合实现复杂零件的快速制造外,还广泛应用于医疗、汽车制造等领域。
3D打印技术对模具制造业的影响非同凡响,所以到目前为止3D打印技术主要还是应用于加工、制造领域。
但随着医疗技术的发展,3D打印技术也大量的应用于手术的术前论证,大大提高了手术的成功率,特别是各种骨科手术。
3.1 3D打印制造在模具制造中的应用传统的模具制造方法周期长、成本高,一套简单的塑料注塑模具其价值也在10万元以上。
设计上的任何失误反映到模具上都会造成不可挽回的损失。
3D打印技术可精确制作模具的型心和型腔,也可直接用于注射过程制作塑料样件,以便发现和纠正出现的错误。
3D打印制造将需铸零件的CAD模型转换为STL文件,在用纸张叠层制造机按模壳每层截面的几何形状生成纸张模壳,然后按模具铸造方法即可快速制造金属零件。
将3D打印技术制作生成的样件作为铸造模具的原模,实现零件的快速铸造,其过程为:零件CAD三维设计→计算流体动力学分析(CFD)→LOM模型制造→熔模铸造金属零件。
美国爱达荷国家工程与环境试验中心采用快速凝固工艺即RSP技术实现了注塑模具的快速经济制造。
如图4所示。
图4 采用RP技术的产品开发流程图可以利用快速原形技术快速的将零部件从设计转向实际模拟图形而不必必须经过生产。
可以用CAD制图软件设计出零件的三维图,也可以用三维扫描仪由实物直接扫描出实物的数据然后进行修改。
下图是某汽车的一个零部件的三维扫描图片。
图5 某汽车零部件的三维扫描图在快速原形技术的帮助下,可以在电脑中通过模拟而做出它的模拟图片。
进而可以观察设计与结果是否一致。
如图6所示。
通过图6的模拟,我们可以很快的知道自己的设计是否与自己的设计初衷一致,如果不一致,可以在图5上进行修改,避免了在实际生产中的反复。
避免了生产中的反复。
可以给产品的试制节省大量的试制经费。
自此,可以生成STL文件,再用3D打印机器如纸张叠层机等,初步制造出实物模型,然后进行后置的处理以后就可以进行零件的铸造了。
图6 某汽车零部件的计算机模拟图3.2 快速制造技术在医学中的应用1) 3D打印制造在镶牙过程中的应用传统的镶牙过程一般是首先用印模材料从口中得到牙齿的阴模,再用石膏得到牙齿的阳模,然后由医生手工进行设计、修改完成病人的牙齿模型。
完成病人的镶牙过程。
尽管牙齿结构简单,但面型极为复杂。
有时病人要经过反复配戴休整,才能达到比较好的效果。
整个过程非常烦琐,而且周期长,给病人带来极大的不便。
20世纪70年代末,80年代初,世界上开始研究CAD/CAM技术在牙齿修复过程中的应用。
20世纪80年代末,90年代初在瑞士、瑞典、美国、法国、日本等国出现了实用化的CAD/CAM镶牙系统,部分系统达到了商业化的水准,国内镶牙系统研究出现的较晚,针对国内逆向工程、3D打印和设备水平,采用三维层析数字化测量仪和激光扫描仪相结合的方法对CAD/CAM镶牙系统进行了研究,取到了一定成果。