内容简介
本书主要介绍3D打印技术的基本知识、工作原理、技术发展的现状及趋势、应用技巧以及场合等。其中,书中用了较大篇幅对3D打印技术在教育领域、卫生领域的运用及其重要作行了详细的介绍。
目录
章3D打印技术原理
节 3D打印技术概述
节 3D打印材料
笫三节 3D打印数据获取
章 3D打印流程及工艺
节3D打印特点
节 3D打印工作流程
第三节3D打印成型工艺
第三章 3D打印技术的发展现状、发展趋势及意义
节 3D打印技术发展现状
节3D打印技术发展趋势
第三节3D打印技术的特点及意义
第四章 3D打印技术应用技巧
节 3D打印表面改善
节 3D打印结构设计
第三节 3D打印常见质量问题解决方案
第五章3D打印技术在文化艺术领域的创意设计应用
节3D打印技术在教育中的应用
节3D打印技术在美术中的应用
第三节3D打印技术在文物修复中的应用
第六章3D打印技术在科技制造领域的创意设计应用
节3D打印技术在工业制造中的应用
节3D打印技术在领域的应用
第三节3D打印技术在航空航天中的应用
参考文献
摘要与插图
章 3D打印技术原理
节3D打印技术概述
3D打印是指在计算机控制下,通过逐层打印的方式,用粉末状金属或塑料等可黏结材料制备三维物体的技术。该技术的核心制造思想早起源于19世纪末的美国。3D打印技术是由20世纪七八十年代初出现的快谏速原型技术发展而来的一种制造技术,它的发展给现存的制造业带来了的改变。目前3D打印技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车、航空航天、牙科和产业、教育、地理信息系统、土木工程以及其他领域都得到了广泛的应用,并不断发展。
一、3D打印技术简介
3D打印技术是一种与传统的材料去除加工方法截然相反的方法,通过增加材料、基于三维模型数据,采用逐层制造的方法,直接制造与相应数字模型一致的三维物理实体模型。而3D打印机是3D打印技术的一种媒介,可以把三维模型打印成实体。目前3D打印技术根据成型原理不同,可分为:熔融沉积成型(Fused deposition Modeling,FDM)技术,光固化立体成型(Stereo Lightgraphy Appearance,SLA)技术,选区激光烧结(Selective LaserSintering,SLS)技术,选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术等,对应成型原理不同,所用的原材料以及应用行业也有所不同。
3D打印技术内容涵盖了与产品生命周期前端的“快速成型”和全生产周期的“快速制造”相关的所有打印工艺、技术、设备类别和应用。3D打印涉及的技括CAD建模、测量技术、接口软件技术、数控技术、精密机械技术、激光技术、材料技术等。
到20世纪80年代后期,3D打印技术发展成熟并被广泛应用。1892年,美国登记了一项采用层合方法制作三维地图模型的专利技术。1860年,法国人弗朗索瓦·威廉(Francois Willem)申请到了多照相机实体雕塑(Photo
快速原型技术概念的提出可追溯到1979年,日本东京大学生产技术研究所的中川威雄教授发明了叠层模型造型法,1980年小玉秀男又提出了光造Sculpture)的专利。型法,该设想提出后,由丸谷洋二于1984年继续研究,并于1987行产品试制。1988年,美国3D Systems公司推出快速原型实用装置——激光立体造型装置,并以年销售增长率为30%~40%的增幅在世界市场出售。随着扫描振镜能的提高,以及材料科学和计算机技术的发展,快速原型技术已日趋成熟,并于1994年正入推广普及阶段。1988年,美国人斯科特·克鲁姆普(Scott Crump)发明了熔融沉积成型技术,该技术是将塑料丝熔化后通过
1989年斯科特·克鲁姆普成立了斯特塔西(Stratasys)公司。1992年,第打印头挤出,层层堆积成型。一台基于熔融沉积成型技术的3D打印产品出售。熔融沉积成型技术已被斯特拉塔斯公司注册专利。目前,该公司已在纳斯达克上市,是早上市的3D打印设备制造企业。1989年,美国得克萨斯州大学奥斯汀分校的德卡德(Deckard)发明了选区激光烧结法,其原理是利用高强度激光将材料粉末烧结直成型。由于使用这一技术生产的零件强度高、韧好,可以直接作为产品使用,因此迅速发展成为全球应用广的3D打印技术,又被誉为得州理想的全球工业(Texas Idea Global Industry )。
1995年德国弗朗霍夫(Fraunhofer)激光研究所,又在选区激光烧结技术基础之上,开发了选区激光熔化技术。1993年,美国麻省理工学院教授发明了一种的3D打印技术。这种技术类似于喷墨打印机,通过向金属、陶瓷等粉末喷射黏结剂的方式将材料黏结逐层成型,然行烧结制成终产品。这种技术的优点在于制作速度快、价格低廉。随后,某公司获得麻省理工学院的许可,利用该技术来生产3D打印机,3D打印机的称谓由此而来。此后,以色列人哈姆·戈特(Hamm Gothait)于1998年创办了欧贝杰(ObjetGeometries)公司,并于2000年在北美推出了可用于办公室环境的商品化3D打印机,该打印机不是喷射黏结剂,而是将一种液态的光敏树脂喷射在一个基板上,随后紫外灯将树脂固化,层层叠加获得三维模型,这种技术又被称为三维印刷。
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