3D打印技術(shù)近年來發(fā)展很快,可以預(yù)見,3D打印在智能制造、中國制造2025與工業(yè)、云制造等領(lǐng)域會(huì)發(fā)揮著非常重要的作用。未來在各個(gè)行業(yè)都有著廣闊的應(yīng)用,網(wǎng)上的報(bào)道很多,在此不詳述。從科研的角度來看,3D打印中的幾何設(shè)計(jì)與優(yōu)化仍有許多新的問題和新的方向值得去探索。筆者這里列舉幾個(gè)我們正在思考和從事研究的問題和方向,以供大家探討交流。:現(xiàn)在的基于點(diǎn)和三角網(wǎng)格的表達(dá),或者基于NURBS曲面表達(dá)的3D形狀是適合于數(shù)控加工(減材制造)的;我們認(rèn)為,隱式曲面在增材制造方面具有系列良好的優(yōu)點(diǎn),切片計(jì)算快,幾何計(jì)算簡(jiǎn)單等。我們正在研究基于隱式曲面的幾何表達(dá)用于3D打印的廣泛應(yīng)用。2.組合材料:材料的不同組合能得到不同物理特性的物體,組合優(yōu)化也是是幾何的空間分布優(yōu)化;不同的組合材料、功能材料、梯度材料的設(shè)計(jì)與優(yōu)化,使用多重材料混合打印是個(gè)值得探索的方向。3.動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì):3D打印的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)研究仍處在初級(jí)階段,3D打印機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)與其它制造方式相比顯得較為簡(jiǎn)單,人們對(duì)于機(jī)器人的憧憬,對(duì)于3D打印機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)這個(gè)研究方向而言既是一個(gè)機(jī)會(huì)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。如何更簡(jiǎn)單、高效地設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)3D打印模型甚至3D打印機(jī)器人可能成為未來這方面研究的重點(diǎn)。3D打印的橡膠類產(chǎn)品主要有消費(fèi)類電子產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備以及汽車內(nèi)飾、輪胎、墊片等。湖北西游人物砂型3D打印
更需要對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、綜合強(qiáng)度、剛度、防火性、使用年限等多方面進(jìn)行綜合考量。來增祥認(rèn)為“油墨”的承載力強(qiáng)度、耐久性等各項(xiàng)指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn),還有待**和有關(guān)部門的**檢測(cè)和認(rèn)證。[2]3D打印建筑打印建筑編輯3D打印建筑別墅式酒店3D打印全球較早商業(yè)建筑:別墅式酒店今年7月份時(shí),劉易斯大酒店的老板LewisYakich就開始計(jì)劃使用3D打印技術(shù)來擴(kuò)大自己的酒店。2015年9月9日,Yakich宣稱,他已經(jīng)成功地3D打印出了他的建筑,這是一棟小別墅,占地面積為×,高3米,大概有130平方米。這個(gè)別墅有兩間臥室、一間客廳以及一間帶按摩浴缸的房間(按摩浴缸也是3D打印而成),所有這些都將是劉易斯大酒店的一部分。據(jù)統(tǒng)計(jì),完成所有結(jié)構(gòu)的打印總共花了100個(gè)小時(shí),但是打印過程并不是連續(xù)的。[3]3D打印建筑荷蘭2013年1月,一位荷蘭的建筑師就表示他們希望能用3D打印技術(shù)建造一棟建筑,該工程預(yù)期能在2014年完工。全球很座3D打印建筑2014年落成(4張)這位建筑師名叫簡(jiǎn)加普·魯基森納斯(JanjaapRuijssenaars),來自荷蘭的宇宙建筑公司。他的3D打印建筑項(xiàng)目是Europan競(jìng)賽的參賽部分,該競(jìng)賽允許超過15個(gè)國家的建筑師在兩年的時(shí)間內(nèi)建造建筑以參與評(píng)獎(jiǎng)。安徽青銅鼎砂型3D打印廠家報(bào)價(jià)光敏樹脂即UV樹脂,由聚合物單體與預(yù)聚體組成,其中加有光(紫外光)引發(fā)劑(或稱為光敏劑)。
打印機(jī)與電腦連接后,通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來,終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。通俗地說,3D打印機(jī)是可以“打印”出真實(shí)的3D物體的一種設(shè)備,比如打印一個(gè)機(jī)器人、打印玩具車,打印各種模型,甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機(jī)”是參照了普通打印機(jī)的技術(shù)原理,因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^程與噴墨打印十分相似。這項(xiàng)打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。[5]3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式,并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。[13]3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。類型累積技術(shù)基本材料擠壓熔融沉積式(FDM)熱塑性塑料,共晶系統(tǒng)金屬、可食用材料線電子束自由成形制造(EBF)幾乎任何合金粒狀直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)幾乎任何合金電子束熔化成型(EBM)鈦合金選擇性激光熔化成型(SLM)鈦合金,鈷鉻合金,不銹鋼,鋁選擇性熱燒結(jié)(SHS)熱塑性粉末選擇性激光燒結(jié)(SLS)熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末粉末層噴頭3D打印石膏3D打印(PP)石膏層壓分層實(shí)體制造(LOM)紙、金屬膜、塑料薄膜光聚合立體平板印刷(SLA)光硬化樹脂數(shù)字光處理。
“創(chuàng)客”一詞來源于英文單詞“Maker”,是指努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的人,筆者將其定義為“喜歡搗鼓新玩意,將想法變成現(xiàn)實(shí)的一群人”。3D打印技術(shù)使得個(gè)人定制并加工復(fù)雜的零件不再遙不可及,3D打印走進(jìn)家庭更加降低了創(chuàng)新創(chuàng)造的準(zhǔn)入門檻和成本;同時(shí),開源硬件(比如Ardunoi,PDdunoi,樹莓派等)的簡(jiǎn)易化與平民化,讓硬件的編程和使用變得簡(jiǎn)單易學(xué),相比實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期、復(fù)雜的創(chuàng)造發(fā)明,普通人只要有靈感的火花,就能夠快速、輕松地設(shè)計(jì)出產(chǎn)品原型,將生活中萌發(fā)的小創(chuàng)意,轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)產(chǎn)品;另外,得益于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展(比如社區(qū),技術(shù)群等),不同文化、專業(yè)背景的普通人,通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交流和討論,并且在新的科技手段的裝備下,展現(xiàn)出他們巨大的創(chuàng)新天份。筆者也比較喜歡創(chuàng)客文化,創(chuàng)客的本質(zhì)就是一群愛玩的人在一起玩,玩出創(chuàng)意,玩出創(chuàng)新。因?yàn)榭蒲械谋举|(zhì)也是玩!要享受玩的過程!一個(gè)好的創(chuàng)客空間要滿足三個(gè)條件:1)人:有一群愛玩的人,這群人不僅能玩,而且還有很多奇思妙想,對(duì)新事物和新科技有好奇心,并且喜歡動(dòng)手(硬件和軟件);2)地:有一個(gè)物理空間,提供各種工具,比如打印機(jī)、切割機(jī)、機(jī)器人、電路、c123c834-2b90-44f7-8e4b-b3c等。研究光敏材料3D打印技術(shù)的主要有美國3Dsystem公司和以色列object公司。
常見的光敏樹脂有somosNEXT材料、樹脂somos11122材料、somos19120材料和環(huán)氧樹脂。橡膠類材料具備多種級(jí)別彈性材料的特征,這些材料所具備的硬度、斷裂伸長(zhǎng)率、抗撕裂強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度,使其非常適合于要求防滑或柔軟表面的應(yīng)用領(lǐng)域。3D打印的橡膠類產(chǎn)品主要有消費(fèi)類電子產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備以及汽車內(nèi)飾、輪胎、墊片等。金屬材料:在**領(lǐng)域,歐美發(fā)達(dá)國家非常重視3D打印技術(shù)的發(fā)展,不惜投入巨資加以研究,而3D打印金屬零部件一直是研究和應(yīng)用的重點(diǎn)。3D打印所使用的金屬粉末一般要求純凈度高、球形度好、粒徑分布窄、氧含量低。目前,應(yīng)用于3D打印的金屬粉末材料主要有鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼和鋁合金材料等。陶瓷材料具有度、高硬度、耐高溫、低密度、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕等優(yōu)異特性,在航空航天、汽車、生物等行業(yè)有著的應(yīng)用。但由于陶瓷材料硬而脆的特點(diǎn)使其成形尤其困難。熔融沉積成型工藝(FDM):將絲狀的熱熔性材料(通常為ABS或***材料)進(jìn)行加熱融化。江蘇酒架砂型3D打印定制
它綜合了數(shù)字建模技術(shù)、機(jī)電控制技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學(xué)與化學(xué)等諸多領(lǐng)域的前沿技術(shù),涉及的領(lǐng)域較多。湖北西游人物砂型3D打印
體積已經(jīng)不小,要打印一幢房子,該要一臺(tái)多大的打印機(jī)?上海盈創(chuàng)裝飾集團(tuán)稱,高、寬10米、長(zhǎng)32米的打印機(jī),底面占地面積足有一個(gè)籃球場(chǎng)那么大,高度足有三層樓高。且打印機(jī)長(zhǎng)度還可以延伸,完全拉開足有150米長(zhǎng)。馬義和前幾年對(duì)它完成了設(shè)計(jì)研發(fā),然后全球定制零部件,很終在蘇州工廠組裝而成。這次現(xiàn)身青浦的3D打印房屋,就是在蘇州打印好后搬運(yùn)到上海的?!坝?D打印機(jī)來造房,是世界各國建筑師的夢(mèng)想。此前,俄羅斯曾發(fā)布一幢3D打印建筑,但他們的原理是打印一個(gè)個(gè)像樂高積木一樣的配件,然后通過組裝做成建筑的墻體;荷蘭打印了一個(gè)景觀房建筑叫莫比烏斯環(huán),是通過用沙子和黏合劑的方式打印若干個(gè)模塊進(jìn)行組裝,很終,也沒有打印出完整的房子。而有了這臺(tái)打印機(jī),就可以就地取材,制造打印‘油墨’,打出整棟房子?!瘪R義和稱。荷蘭莫比烏斯環(huán)“油墨”取材于建筑垃圾在大多數(shù)人概念中,油墨肯定是液體的,“水”怎么造房子,能住人嗎?馬義和表示,“油墨”是一種經(jīng)過特殊玻璃纖維強(qiáng)化處理的混凝土材料,其強(qiáng)度和使用年限極大高于鋼筋混凝土。“空心墻體不但極大減輕了建筑本身重量,還可以隨意填充保溫材料,并可任意設(shè)計(jì)墻體結(jié)構(gòu),一次性解決墻體的承重結(jié)構(gòu)問題。湖北西游人物砂型3D打印
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