神奇的3D打印技术课件.ppt

? D 打印技术在改变全球制造业 ? 3D 打印机诞生后，对工业社会的改变将会是巨大的。理论上“想象力有多大， 3D 打印的用 途就有多广 ? 3D 打印技术冲击中国廉价劳动力 ? “中国制造”的人口红利难以为继，大批制造业厂商正在逃离中国。一方面，东南亚国家因 其相对低廉的人工成本，已经接替中国成为世界新工厂，对制造业起到了“分流”作用；另 一方面，全球制造业也正在悄然“回流”，越来越多的“中国制造”正转身变为“美国制造” 和“欧洲制造 ”。 31 神奇的 3D 打印机 ? 内容简介： ? 发明历程、发展过程 ? 工作原理 ? 技术特性、优点 ? 应用领域 ? 国内外形式 ? 发展前景、未来趋势 ? 待解决问题 ? 3D 扫描仪 3D 打印的概念早在几十年前就已提出。上世纪 70 年代，随着 3D 辅助 设计的兴起，设计师能在电脑软件中看到虚拟的三维物体，但要将这些物 体用粘土、木头或是金属做成模型却非常不易，可以用费时费力费钱来形 容。 3D 打印的出现，使平面变成立体的过程一下简单了很多，设计师的任 何改动都可在几个小时后或一夜之间重新打印出来，而不用花上几周时间 等着工厂把新模型制造出来，这样可以大大缩短制作周期、降低制作成本。 而随着科技的不断进步，更多材料的产品被打印出来，人们才发现原来还 可以这么玩。 《经济学人》杂志曾评价：“伟大发明所能带来的影响，在当时那个 年代都是难以预测的， 1750 年的蒸汽机如此， 1450 年的印刷术如此， 1950 年的晶体管也是如此。而今，我们仍然无法预测， 3D 打印将在漫长 的时光里如何改变这个世界。” 3 3D 打印机究竟为何物 ? 3D 打印机，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础， 运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的 技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐 用于一些产品的直接制造，意味着这项技术正在普及。 机器的上半部分是个半透明的罩子，有一排 控制按钮，旁边是一台电脑。掀起罩子，左 边立着四盒不同颜色的墨水，右边的工作区 摆放研磨得很细的石膏粉末。工作时，这些 粉末会一层层地被液态连接体也就是特殊胶 水粘合，按照不同的横截面图案固化，一层 层叠加，感觉像是在做蛋糕那样创建三维实 体。 4 发明历程 ? 3D 打印机是一位意大利名为恩里 科·迪尼的发明家设计的一种神奇的 打印机。为了测试这台大型打印机， 恩里科·迪尼为诺曼·福斯特公司在 阿布扎比建造的全球首个绿色乌托 邦“马斯达尔城”，打印了一部分 建筑的骨架外墙，结果证明完全可 行。 ? 现在，他正与诺曼·福斯特建筑 设计公司以及阿尔塔太空公司合作， 研究设计一种可以使用月球尘埃打 印的 3D 打印机，届时可以在月球 上快速建造人类基地。 恩里科 · 迪尼（ Enrico Dini ） 发展过程 20 世纪初期 3D 打印源自 100 多年前美国研究的照相雕塑和地貌成形技术， 上世纪 80 年代已有雏形，其学名为“快速成型”。 20 世纪 80 年代 在 20 世纪 80 年代中期， SLS 被在美国德州大学奥斯汀分校的卡 尔 Deckard 博士开发出来并获得专利。 20 世纪末期 1995 年，麻省理工创造了“三维打印”一词，当时的毕业生 Jim Bredt 和 Tim Anderson 修改了喷墨打印机的方案，变为把约束溶剂挤压到粉末床的解决方案 ，而不是把墨水挤压在纸张上的方案。 工作原理 3D 模型 特殊 的胶 水 一系列 数字文 件切片 原材料 计算机建模软件建 模 数据传到打印机并设置 参数 用液体状、粉状或片 状的材料将这些截面 逐层地打印出来 将各层截面以各种方 式粘合起来 打印过程 ? 其实 3D 打印机原理很简单，每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层 特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水 会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下， 实体模型将会被打印成型。完成后，要处理掉物品周围沾满的粉末，这是可以循环利用的， 再涂上增强硬度的胶水。 ? 眼下 3D 打印机有两种类型，一种是堆叠法，一种是烧结。原理基本都是多层分片打印，而 堆叠和烧结只是成型技术的区别。堆叠只能成型塑料、硅之类的材质，对固化反应速度有 要求，而烧结可以利用激光的高温对金属粉末进行处理加工出金属材质的东西出来，实体 可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。所以 3D 打印机和普通打印机，最大的区别是 “墨水”。 ? 现有的 3D 打印技术能够实现 600dpi 分辨率，每层厚度只有 0.01 毫米，想完美地展现头发 丝还是很困难的，但是做小零件、模型绰绰有余。