神奇的3D打印起源及原理

時間:2013-01-06

來源:網(wǎng)絡轉載

導語:3D打印機的應用對象可以是任何行業(yè),只要這些行業(yè)需要模型和原型。3D打印機需求量較大的行業(yè)包括政府、航天和國防、醫(yī)療設備、高科技、教育業(yè)以及制造業(yè)

3D打印機(3DPrinters)是一位名為恩里科·迪尼(EnricoDini)的發(fā)明家設計的一種神奇的打印機,它不僅可以“打印”出一幢完整的建筑,甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品。

3D打印出的WiFi攝像系統(tǒng)

發(fā)明起源

3D打印源自100多年前的照相雕塑和地貌成形技術,上世紀80年代已有雛形,其學名為“快速成型”。它的原理是:把數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中,機器會按照程序把產品一層層造出來。眼前的產品,可以即時使用。

3D打印已經(jīng)成為一種潮流,并開始廣泛應用在設計領域,尤其是工業(yè)設計,數(shù)碼產品開模等,可以在數(shù)小時內完成一個模具的打印,節(jié)約了很多產品到市場的開發(fā)時間。

3D打印機可以用各種原料打印三維模型,使用3D輔助設計軟件,工程師設計出一個模型或原型之后,無論設計的是一所房子還是人工心臟瓣膜,之后通過相關公司生產的3D打印機進行打印,打印的原料可以是有機或者無機的的材料,例如橡膠、塑料、甚至是人體器官,不同的打印機廠商所提供的打印材質不同。

三維打印機不僅使立體物品的造價降低,且激發(fā)了人們的想象力。未來三維打印機的應用將會更加廣泛。

據(jù)報道,美國科學家發(fā)明了一種可打印出三維效果的打印機,并已將其成功推向市場。普通打印機能打印一些報告等平面紙張資料。而這種最新發(fā)明的打印機,它不僅使立體物品的造價降低,且激發(fā)了人們的想象力。未來三維打印機的應用將會更加廣泛。

在此之前,三維打印機數(shù)量很少,大多集中在“科學怪人”和電子產品愛好者手中。他們主要用來打印像珠寶、玩具、工具、廚房用品之類的東西。甚至有汽車專家打印出了汽車零部件,然后根據(jù)塑料模型去訂制真正市面上買不到的零部件。

人們可以在一些電子產品商店購買到這類打印機,工廠也在進行直接銷售。不過物以稀為貴,一套三維打印機的價格從一般的750美元到上等質量的27000美元不等。

科學家們表示,三維打印機的使用范圍還很有限,不過在未來的某一天人們一定可以通過3D打印機打印出更實用的物品。

3D打印出的臺燈

工作原理

3D打印是添加劑制造技術的一種形式,在添加劑制造技術中三維對象是通過連續(xù)的物理層創(chuàng)建出來的。3D打印機相對于其他的添加劑制造技術而言,具有速度快,價格便宜,高易用性等優(yōu)點。

3D打印機就是可以“打印”出真實3D物體的一種設備,功能上與激光成型技術一樣,采用分層加工、迭加成形,即通過逐層增加材料來生成3D實體,與傳統(tǒng)的去除材料加工技術完全不同。稱之為“打印機”是參照了其技術原理,因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。隨著這項技術的不斷進步,我們已經(jīng)能夠生產出與原型的外觀、感覺和功能極為接近的3D模型。

說的簡單一點,3D打印是斷層掃描的逆過程,斷層掃描是把某個東西“切“成無數(shù)疊加的片,3D打印就是一片一片的打印,然后疊加到一起,成為一個立體物體。

使用3D打印機就像打印一封信:輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕,一份數(shù)字文件便被傳送到一臺噴墨打印機上,它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。而在3D打印時,軟件通過電腦輔助設計技術(CAD)完成一系列數(shù)字切片,并將這些切片的信息傳送到3D打印機上,后者會將連續(xù)的薄型層面堆疊起來,直到一個固態(tài)物體成型。3D打印機與傳統(tǒng)打印機最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料。

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