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什么是3D打印技术

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2024年4月30日发(作者:光之卉)

3D打印技术和3D打印机

3D打印技术即:三维打印(英语:3D printing),即快速成形

技术的一种,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。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿,或一些飞

机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。“三维打印”意

味着这项技术的普及。

三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。这种打印机的

产量以及销量在二十一世纪以来就已经得到了极大的增长,其价格也

正逐年下降。[1]

该技术珠宝,鞋类,工业设计,建筑,工程和施工(AEC),汽

车,航空航天[2],牙科和医疗产业,教育,地理信息系统,土木工

程,枪支以及其他领域都有所应用。

历史

早期的三维打印的例子发生在20世纪80年代,虽然那时的三维

打印机是大型的,昂贵的,所能制造的产品可能非常有限。[3]

• 在1980年代,热溶解积压成形(Fused Deposition Modeling,

FDM)技术由S. Scott Crump开发成功,并在1990年代商业化。[4]

• 在1980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,项目由DARPA赞助的[5]。1979

年,类似过程由RF Housholder得到专利,但没有被商业化。[6]

• 在1987年,Chuck Hull发明的Stereolithography(立体光刻

工艺)被授予了专利。

• 1995年在麻省理工学院创造了“三维打印”术语,当时的毕

业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机方案,变为把约

束溶剂挤压到粉末床,而不是把墨水挤压在纸张上的方案。该专利随

之而来的是现代的三维打印企业Z公司(Bredt和Anderson创立)

和ExOne公司

术语

由于物品通过材料一层层的累积被打印出来,该技术也被称为累

积制造(Additive manufacturing)。

一般原理

三维模型的分区

三维设计

三维打印的设计过程是:先通过计算机辅助设计(CAD)或计算

机动画建模软件建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,

从而指导打印机逐层打印。

设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一

个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其生成的

表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器,其

生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。

打印过程

打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的

材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面以各种方式粘合起来

从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状

的物品。

打印机打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向

的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米来计算的。一般的厚度为

2024年4月30日发(作者:光之卉)

3D打印技术和3D打印机

3D打印技术即:三维打印(英语:3D printing),即快速成形

技术的一种,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。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿,或一些飞

机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。“三维打印”意

味着这项技术的普及。

三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。这种打印机的

产量以及销量在二十一世纪以来就已经得到了极大的增长,其价格也

正逐年下降。[1]

该技术珠宝,鞋类,工业设计,建筑,工程和施工(AEC),汽

车,航空航天[2],牙科和医疗产业,教育,地理信息系统,土木工

程,枪支以及其他领域都有所应用。

历史

早期的三维打印的例子发生在20世纪80年代,虽然那时的三维

打印机是大型的,昂贵的,所能制造的产品可能非常有限。[3]

• 在1980年代,热溶解积压成形(Fused Deposition Modeling,

FDM)技术由S. Scott Crump开发成功,并在1990年代商业化。[4]

• 在1980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,项目由DARPA赞助的[5]。1979

年,类似过程由RF Housholder得到专利,但没有被商业化。[6]

• 在1987年,Chuck Hull发明的Stereolithography(立体光刻

工艺)被授予了专利。

• 1995年在麻省理工学院创造了“三维打印”术语,当时的毕

业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机方案,变为把约

束溶剂挤压到粉末床,而不是把墨水挤压在纸张上的方案。该专利随

之而来的是现代的三维打印企业Z公司(Bredt和Anderson创立)

和ExOne公司

术语

由于物品通过材料一层层的累积被打印出来,该技术也被称为累

积制造(Additive manufacturing)。

一般原理

三维模型的分区

三维设计

三维打印的设计过程是:先通过计算机辅助设计(CAD)或计算

机动画建模软件建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,

从而指导打印机逐层打印。

设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一

个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其生成的

表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器,其

生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。

打印过程

打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的

材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面以各种方式粘合起来

从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状

的物品。

打印机打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向

的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米来计算的。一般的厚度为

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