1、3D打印科普小視頻

2、3D打印技術(shù)簡(jiǎn)介

3D打印技術(shù)是上世紀(jì)80年代由美國(guó)麻省理工學(xué)院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）提出的先進(jìn)制造技術(shù)。后來(lái)MIT將此技術(shù)轉(zhuǎn)讓給了一家商用公司，使得此項(xiàng)先進(jìn)的制造技術(shù)漸漸地普及于世。雖然MIT并沒(méi)有在3D打印技術(shù)的商業(yè)推廣上做出多大貢獻(xiàn)，但是由于其在此項(xiàng)技術(shù)上難以抹滅的開(kāi)拓式的科研建樹(shù)，使得麻省理工學(xué)院還是被業(yè)界普遍認(rèn)為是此項(xiàng)技術(shù)的鼻祖。3D打印技術(shù)是一種多學(xué)科高度集成的產(chǎn)物，是近三十年來(lái)傳統(tǒng)制造業(yè)技術(shù)的一次重要革新。3D打印技術(shù)涉及機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域。它將儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中的一張張三維圖紙，依據(jù)圖紙上所記錄的數(shù)據(jù)內(nèi)容，在計(jì)算機(jī)的控制下，通過(guò)3D打印服務(wù)迅速地制造出具有一定功能和結(jié)構(gòu)的原型、零部件以及產(chǎn)品。并且制造出來(lái)的物體具有一定的功能性，或作為母模，或作為樣件，或作為工藝品等。

與傳統(tǒng)的減材制造方式相比，3D打印的最大特點(diǎn)就是將原來(lái)物品的制作從減法變成了加法。所謂3D打印，其原理就是以計(jì)算機(jī)三維造型為藍(lán)本，通過(guò)專(zhuān)用分層切片軟件把三維物體沿成型方向上切片，即把物體進(jìn)行降維處理，將三維物體離散為二維層片，然后利用激光、熱熔噴頭、高能電子束、光掩模、樹(shù)脂噴頭等手段將光敏樹(shù)脂、金屬粉末、陶瓷粉末、紙、生物細(xì)胞或組織、塑料等各種材料按照計(jì)算機(jī)事先確定好的輪廓逐層堆積粘接或燒結(jié)，最終疊加成型，形成具有一定功能的成型制件，其成型過(guò)程可用下圖描述。

3、3D打印技術(shù)類(lèi)別

3D打印技術(shù)的分類(lèi)有許多種方法，從利用的加工工具類(lèi)型來(lái)分，可以把3D打印分為利用激光或其它光源加工的和基于噴頭噴射加工的兩種大的類(lèi)型；按照加工材料的類(lèi)型來(lái)分，可以將3D打印分為以樹(shù)脂為主原料的3D打印技術(shù)、以粉末為主原料的3D打印技術(shù)以及以塑料絲材為主原料的3D打印技術(shù)。以光敏樹(shù)脂原料為主的3D打印技術(shù)的代表就是立體光固化3D打印技術(shù)（Stereo Lithography Apparatus，SLA）；以粉末為主原料的3D打印技術(shù)的代表是選擇性激光燒結(jié)3D打印技術(shù)（Selective LaserSintering， SLS）；而以塑料絲材為主原料的3D打印技術(shù)的代表是熔融沉積成型3D打印技術(shù)（Fused Deposition Modeling，F(xiàn)DM）。除此之外常用的3D打印技術(shù)還有迭層實(shí)體制造技術(shù)（Laminated Object Manufacturing，LOM），三維印刷技術(shù)（ThreeDimensional Printing，3DP）以及選區(qū)激光融化技術(shù)（Selective Laser Melting，SLM）等。下面對(duì)以上技術(shù)加以選擇性的介紹。


1）熔融沉積成型技術(shù)（FDM）

熔融沉積成型技術(shù)首先需要將三維模型在專(zhuān)用軟件里分層切片。然后把塑料絲材用200-400攝氏度的溫度在噴嘴中熔化成液態(tài)。再把這些液態(tài)的塑料材料一滴滴從噴頭擠出，這些液態(tài)塑料從噴頭中被擠出后，會(huì)迅速固化，通過(guò)這些微小的塑料顆粒在空間中的立體排布形成如三維模型所示的實(shí)物，圖1－2為FDM技術(shù)原理圖。此種技術(shù)的成型件精度較高，同時(shí)也具備一定的強(qiáng)度，并且可以彩色打印。熔融沉積成型的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在材料價(jià)格的優(yōu)勢(shì)上，該種工藝的成型材料主要為塑料絲材，因此運(yùn)營(yíng)成本較低。另外，由于塑料種類(lèi)繁多，因此可利用材料種類(lèi)較多，而且該技術(shù)工藝簡(jiǎn)單易行，適合在辦公場(chǎng)合應(yīng)用。不過(guò)熔融沉積成型相對(duì)于光固化3D打印精度要低，并且由于噴頭體積較大，因而精確的機(jī)械移動(dòng)相對(duì)更難保證，對(duì)于復(fù)雜的物體來(lái)說(shuō)不易制造。因此，該技術(shù)適合產(chǎn)品概念原型的制作以及形狀或功能的測(cè)試，或中小型并且復(fù)雜程度亦呈中等的原型件制作，不太適合大型物體的生產(chǎn)。

2）選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）

選擇性激光燒結(jié)技術(shù)是上世紀(jì)八十年代末由美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯丁分校的C.R.Dechard研制的直接針對(duì)金屬粉末的3D打印技術(shù)。選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的生產(chǎn)原料主要是金屬粉末，首先成型缸盛裝一定成型材料并利用刮板刮平，其次通過(guò)高強(qiáng)度的二氧化碳激光器在鋪好的成型粉末上按照層片輪廓在計(jì)算機(jī)的控制下進(jìn)行掃描熔化，被高能激光擊中的金屬粉末便會(huì)被燒結(jié)在一起，形成截面圖形。當(dāng)一層加工完畢后，成型缸下降一個(gè)層厚，送粉輥從盛粉缸中將金屬粉末推送到成型缸并鋪平，并按照上述步驟進(jìn)行層片的加工，直至整個(gè)物體順利成型，圖1－3為SLS工藝原理示意圖。可想而知，由于選擇性激光燒結(jié)技術(shù)所利用的原材料原因，此種技術(shù)所生產(chǎn)的零件強(qiáng)度要較之SLA或者FDM所生產(chǎn)的零件強(qiáng)度要高得多。因而，選擇性激光燒結(jié)技術(shù)所生產(chǎn)的零件通?？梢杂脕?lái)當(dāng)作結(jié)構(gòu)功能件。并且由于金屬材料種類(lèi)眾多，所以此種技術(shù)可利用的材料范圍廣，而且還可按不同比例合成新材料。不過(guò)，由于是對(duì)金屬粉末的燒結(jié)，因此激光頭能耗很高，設(shè)備需時(shí)常維修、更換，運(yùn)行費(fèi)用昂貴，所以生產(chǎn)成本有點(diǎn)難以接受。

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