3d打印成型技術(shù)論文

　　有些網(wǎng)友覺得3d打印成型技術(shù)論文難寫，可能是因為沒有思路，所以小編為大家?guī)砹讼嚓P(guān)的例文，希望能幫到大家!

　　3d打印成型技術(shù)論文篇一

　　3D打印技術(shù)

　　一、簡介：

　　3D打印技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。它無需機械加工或任何模具，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。燈罩、身體器官、珠寶、根據(jù)球員腳型定制的足球靴、賽車零件、固態(tài)電池以及為個人定制的手機、小提琴等都可以用該技術(shù)制造出來。3D打印機則出現(xiàn)在上世紀90年代中期，即一種利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。它與普通打印機工作原理基本相同，打印機內(nèi)裝有液體或粉末等“印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。如今這一技術(shù)在多個領(lǐng)域得到應(yīng)用，人們用它來制造服裝、建筑模型、汽車、巧克力甜品等。

　　二、過程原理：

　　每一層的打印過程分為兩步，首先在需要成型的區(qū)域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散。然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結(jié)，而沒有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài)。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實體模型將會被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環(huán)利用。

　　三、3D打印過程：

　　打印耗材由傳統(tǒng)的墨水、紙張轉(zhuǎn)變?yōu)槟z水、粉末，當然膠水和粉末都是經(jīng)過處理的特殊材料，不僅對固化反應(yīng)速度有要求，對于模型強度以及“打印”分辨率都有直接影響。3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)600dpi分辨率，每層厚度只有0.01毫米，即使模型表面有文字或圖片也能夠清晰打印。受到噴打印原理的限制，打印速度勢必不會很快，較先進的產(chǎn)品可以實現(xiàn)每小時25毫米高度的垂直速率，相比早期產(chǎn)品有10倍提升，而且可以利用有色膠水實現(xiàn)彩色打印，色彩深度高達24位。

　　四、優(yōu)勢：

　　1：制造復雜物品不增加成本

　　就傳統(tǒng)制造而言，物體形狀越復雜，制造成本越高。對3D打印機而言，制造形狀復雜的物品成本不增加，制造一個華麗的形狀復雜的物品并不比打印一個簡單的方塊消耗更多的時間、技能或成本。制造復雜物品而不增加成本將打破傳統(tǒng)的定價模式，并改變我們計算制造成本的方式。

　　2：產(chǎn)品多樣化不增加成本

　　一臺3D打印機可以打印許多形狀，它可以像工匠一樣每次都做出不同形狀的物品。傳統(tǒng)的制造設(shè)備功能較少，做出的形狀種類有限。3D打印省去了培訓機械師或購置新設(shè)備的成本，一臺3D打印機只需要不同的數(shù)字設(shè)計藍圖和一批新的原材料。

　　3：無須組裝

　　3D打印能使部件一體化成型。傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)建立在組裝基礎(chǔ)上，在現(xiàn)代工廠，機器生產(chǎn)出相同的零部件，然后由機器人或工人(甚至跨洲)組裝。產(chǎn)品組成部件越多，組裝耗費的時間和成本就越多。3D打印機通過分層制造可以同時打印一扇門及上面的配套鉸鏈，不需要組裝。省略組裝就縮短了供應(yīng)鏈，節(jié)省在勞動力和運輸方面的花費。供應(yīng)鏈條越短，污染也越少。

　　4：零時間交付

　　3D打印機可以按需打印。即時生產(chǎn)減少了企業(yè)的實物庫存，企業(yè)可以根據(jù)客戶訂單使用3D打印機制造出特別的或定制的產(chǎn)品滿足客戶需求，所以新的商業(yè)模式將成為可能。如果人們所需的物品按需就近生產(chǎn)，零時間交付式生產(chǎn)能最大限度地減少長途運輸?shù)某杀尽?/p>

　　5：設(shè)計空間無限

　　傳統(tǒng)制造技術(shù)和工匠制造的產(chǎn)品形狀有限，制造形狀的能力受制于所使用的工具。例如，傳統(tǒng)的木制車床只能制造圓形物品，軋機只能加工用銑刀組裝的部件，制模機僅能制造模鑄形狀。3D打印機可以突破這些局限，開辟巨大的設(shè)計空間，甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形狀。

　　6：零技能制造

　　傳統(tǒng)工匠需要當幾年學徒才能掌握所需要的技能。批量生產(chǎn)和計算機控制的制造機器降低了對技能的要求，然而傳統(tǒng)的制造機器仍然需要熟練的專業(yè)人員進行機器調(diào)整和校準。3D打印機從設(shè)計文件里獲得各種指示，做同樣復雜的物品，3D打印機所需要的操作技能比注塑機少。非技能制造開辟了新的商業(yè)模式，并能在遠程環(huán)境或極端情況下為人們提供新的生產(chǎn)方式。

　　7：不占空間、便攜制造

　　就單位生產(chǎn)空間而言，與傳統(tǒng)制造機器相比，3D打印機的制造能力更強。例如，注塑機只能制造比自身小很多的物品，與此相反，3D打印機可以制造和其打印臺一樣大的物品。3D打印機調(diào)試好后，打印設(shè)備可以自由移動，打印機可以制造比自身還要大的物品。較高的單位空間生產(chǎn)能力使得3D打印機適合家用或辦公使用，因為它們所需的物理空間小。

　　8：減少廢棄副產(chǎn)品

　　與傳統(tǒng)的金屬制造技術(shù)相比，3D打印機制造金屬時產(chǎn)生較少的副產(chǎn)品。傳統(tǒng)金屬加工的浪費量驚人，90%的金屬原材料被丟棄在工廠車間里。3D打印制造金屬時浪費量減少。隨著打印材料的進步，“凈成形”制造可能成為更環(huán)保的加工方式。

　　9：材料無限組合

　　對當今的制造機器而言，將不同原材料結(jié)合成單一產(chǎn)品是件難事，因為傳統(tǒng)的制造機器在切割或模具成型過程中不能輕易地將多種原材料融合在一起。隨著多種材料3D打印技術(shù)的發(fā)展，我們有能力將不同原材料融合在一起。以前無法混合的原料混合后將形成新的材料，這些材料色調(diào)種類繁多，具有獨特的屬性或功能。

　　10：精確的實體復制

　　數(shù)字音樂文件可以被無休止地復制，音頻質(zhì)量并不會下降。未來，3D打印將數(shù)字精度擴展到實體世界。掃描技術(shù)和3D打印技術(shù)將共同提高實體世界和數(shù)字世界之間形態(tài)轉(zhuǎn)換的分辨率，我們可以掃描、編輯和復制實體對象，創(chuàng)建精確的副本或優(yōu)化原件。

　　三維打印技術(shù)還有其他重要的優(yōu)點。大多數(shù)金屬和塑料零件為了生產(chǎn)而設(shè)計，這就意味著它們會非常笨重，并且含有與制造有關(guān)但與其功能無關(guān)的剩余物。三維打印技術(shù)不是這樣的。在三維打印技術(shù)中，原材料只為生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品，借用三維打印技術(shù)，他的團隊生產(chǎn)出的零件更加精細輕盈。當材料沒有了生產(chǎn)限制后，就能以最優(yōu)化的方式來實現(xiàn)其功能，因此，與機器制造出的零件相比，打印出來的產(chǎn)品的重量要輕60%，并且同樣堅固。

　　五、應(yīng)用狀況：

　　美國麻省理工學院的博士生彼得·施密特就打印出了一個類似于過去的鐘表的物品。在進行了幾次嘗試之后，他最終用打印機打印出了會動的塑料鐘表，將其掛在墻上。

　　三維打印機的應(yīng)用領(lǐng)域也在隨著技術(shù)進步而不斷擴展。美國科學家已經(jīng)研發(fā)出了能打印皮膚、軟骨、骨頭和身體其他器官的三維“生物打印機”。人們還使用三維打印機來制造雕塑并修復雕塑，制造由塑料和聚合物制成的三維物體并打印出了實品。

　　三維打印技術(shù)排除了使用工具加工、機械加工和手工加工，而且改動技術(shù)細節(jié)的效率極高。在英國，相同的技術(shù)被戈登·默里設(shè)計公司用來幫助制造前衛(wèi)的T.25型城市“生態(tài)汽車”。

　　如今很多建筑公司達標都是用手工制作的沙盤，做不了很漂亮的設(shè)計。而用3D打印技術(shù)做出來的沙盤很漂亮。再有，我們看到的鞋類皮鞋的設(shè)計和鼠標之類的手柄的設(shè)計，往往都是電子消費類的設(shè)計，這類設(shè)計往往有很多。一個鼠標或者是一個手柄里面大概有幾十個這樣的模具，這個模具往往設(shè)計師是獨立操作

　　的，獨立操作的時候要等到把模具做出來，做出來之后組裝起來最后看看好不好，這樣的成本非常高，用3D打印技術(shù)就可以到下班的時候把設(shè)計弄完，晚上自己打印。第二天就可以把它裝起來，好就可以做，這個是將來大量應(yīng)用的。

　　如今國內(nèi)已經(jīng)有很多人已經(jīng)在用3D打印了，比如說很多透明牙套，原來我們校正牙齒用的不銹鋼這類的金屬，而如今已經(jīng)有一種新的透明的塑料牙齒套件，這種東西套在牙齒上，你看不出來，這個校正套是3D打印打出來的。

　　六、現(xiàn)狀：

　　現(xiàn)今，將3D打印技術(shù)成熟應(yīng)用的就是3D照相館項目了，國內(nèi)主要城市均出現(xiàn)了他們的身影，不過投資額較高。在國外特別是美國，3D打印技術(shù)要比在國內(nèi)發(fā)展早，企業(yè)早已熟知這種可能對世界加工制造業(yè)帶來革命的新技術(shù)。所以相較于國內(nèi)，美國對3D打印技術(shù)的研發(fā)生產(chǎn)投資都遠遠勝于我國。

　　3D打印創(chuàng)造了很多新的機會，小批量制造和個性化產(chǎn)品制造已經(jīng)成為生意。而且，互聯(lián)網(wǎng)與3D打印跨界組合將產(chǎn)生更多創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)機會。展望未來，3D打印將讓制造業(yè)供應(yīng)鏈鏈條縮短，使得設(shè)計、打印、物流更好的整合。

　　由于三維打印技術(shù)的諸多優(yōu)點，它在醫(yī)學，軍事，工業(yè)領(lǐng)域中都有比較廣泛的應(yīng)用。不僅節(jié)省了時間，而且使生產(chǎn)成本大大降低并且提高了精度。

　　七、國內(nèi)發(fā)展：

　　近年來，我國積極探索3D打印技術(shù)的研發(fā)，初步取得成效。在3D打印設(shè)備制造技術(shù)、3D打印材料技術(shù)、3D設(shè)計與成型軟件開發(fā)等研究方面，開展了積極的探索。其中，激光直接加工金屬技術(shù)發(fā)展較快，基本滿足特種零部件的機械性能要求。

　　在傳統(tǒng)的戰(zhàn)斗機制造流程當中，飛機的3D模型設(shè)計好后，需要進行長期的投入來制造水壓成型設(shè)備，而使用3D打印制造技術(shù)后，零件的成型速度、應(yīng)用速度得以大幅度提高。

　　如今，中國已具備了使用激光成形超過12平方米的復雜鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力，成為當今世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構(gòu)件制造、應(yīng)用的國家。在解決了材料變形和缺陷控制的難題后，中國生產(chǎn)的鈦合金結(jié)構(gòu)部件迅速成為中國航空力量的一項獨特優(yōu)勢，中國先進戰(zhàn)機上的鈦合金構(gòu)件所占比例已超過20%。

　　三維打印技術(shù)帶來的變化或?qū)⒏淖冎圃鞓I(yè)的經(jīng)濟面貌。許多人認為，這項技術(shù)將讓商業(yè)完全中心化，逆轉(zhuǎn)伴隨著工業(yè)化到來的城市化進程，人們將不再需要工廠，屆時，每個村莊都將擁有一個由打印機組成的制造廠，制造所需的物品。但是，也有人認為城市的經(jīng)濟和社會利益遠遠超出吸引工人到裝配線上工作的能力。

　　八、面臨問題：

　　3D打印的魅力是非常大的，它吸引著我們把目光及注意力不斷投入它的身上。但是與它給我們的吸引力相反的是，3D打印機距離普及還有非常長的路要走。制約3D打印普及的原因很簡單，主要是價格太貴，即使它非常熱門。 業(yè)內(nèi)人士表示，小型桌面3D打印機已經(jīng)變得很便宜了，售價大概為1.8萬元。不過便宜也是相對而言，對桌面設(shè)備來說，1.8萬對于普通大眾階層還是過于偏高，并且它的成品率也并不能保證是百分之百的成功，有一定良品率限制，打印材料不光種類少，價格也相對較貴。此外，3D打印機打印速度是還是相對比較慢，和成熟的工業(yè)流水線生產(chǎn)相比，不具優(yōu)勢。

　　生物三維打印機也面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中之一是其打印出的物體如何與身體其他器官尤其是大的組織更好地結(jié)合，因為任何打印出來的器官或身體組織都需要同身體的血管相連，而這可能非常難實現(xiàn)。一旦克服了這個技術(shù)障礙，在未來幾十年內(nèi)，生物打印技術(shù)將成為一項標準技術(shù)。

　　除去技術(shù)方面的問題，3D打印還將面對一個更嚴重的社會問題---安全。3D打印技術(shù)即將走進尋常百姓家，只需要槍械的設(shè)計圖紙，并用于一臺3D打印機，即可自行生產(chǎn)出槍。這將對社會治安帶來很大的影響，所以未來是否會有相關(guān)的立法和限制措施來進行管控是很重要的。

　　3d打印成型技術(shù)論文篇二

　　關(guān)于對3D打印技術(shù)的看法

　　胡毅(13013216) 經(jīng)過這一個學期的對于3D打印技術(shù)的學習，我通過老師生動的授課內(nèi)容，以及從網(wǎng)上了解的部分3D打印技術(shù)的知識。我學會了許許多多以前從來沒有了解過的知識。下面就我和部分網(wǎng)上資料做了一個對于3D打印技術(shù)的大概了解。

　　一.起源歷史

　　二.打印原理

　　三.打印過程

　　四.應(yīng)用領(lǐng)域

　　五.發(fā)展前景

　　一.3D打印技術(shù)歷史

　　出現(xiàn)在20世紀90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。這打印技術(shù)稱為3D打印技術(shù)

　　1986年，Charles Hull開發(fā)了第一臺商業(yè)3D印刷機。

　　1993年，麻省理工學院獲3D印刷技術(shù)專利。

　　1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機。 2005年，

　　2011年6月6日，發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼。

　　2011年7月，英國研究人員開發(fā)出世界上第一臺3D巧克力打印機。

　　2011年8月，南安普敦大學的工程師們開發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機。

　　2012年11月，蘇格蘭科學家利用人體細胞首次用3D打印機打印出人造肝臟組織。[3] 2013年10月，全球首次成功拍賣一款名為“ONO之神”的3D打印藝術(shù)品。[4]

　　2013年11月，美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司“固體概念”(SolidConcepts)設(shè)計制造出3D打印金屬手槍。

　　二.3D打印技術(shù)原理

　　日常生活中使用的普通打印機可以打印電腦設(shè)計的平面物品，而所謂的3D打印機與普通打印機工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實實在在的原材料，打印機與電腦連接后，通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。通俗地說，3D打印機是可以“打印”出真實的3D物體的一種設(shè)備，比如打印一個機器人、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”是參照了普通打印機的技術(shù)原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。這項打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。

　　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。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。

　　三.打印過程

　　1.三維設(shè)計

　　三維打印的設(shè)計過程是：先通過計算機建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導打印機逐層打印。

　　設(shè)計軟件和打印機之間協(xié)作的標準文件格式是STL文件格式。一個STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。

　　2.切片處理

　　打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。這種技術(shù)的特點在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。

　　打印機打出的截面的厚度(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)或者微米來計算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機如ObjetConnex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。 用傳統(tǒng)方法制造出一個模型通常需要數(shù)小時到數(shù)天，根據(jù)模型的尺寸以及復雜程度而定。而用三維打印的技術(shù)則可以將時間縮短為數(shù)個小時，當然其是由打印機的性能以及模型的尺寸和復雜程度而定的。

　　傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品，而三維打印技術(shù)則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對較少的產(chǎn)品。一個桌面尺寸的三維打印機就可以滿足設(shè)計者或概念開發(fā)小組制造模型的需要。

　　3.完成打印

　　三維打印機的分辨率對大多數(shù)應(yīng)用來說已經(jīng)足夠(在彎曲的表面可能會比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣)，要獲得更高分辨率的物品可以通過如下方法：先用當前的三維打印機打出稍大一點的物體，再稍微經(jīng)過表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。

　　有些技術(shù)可以同時使用多種材料進行打印。有些技術(shù)在打印的過程中還會用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時就需要用到一些易于除去的東西(如可溶的東西)作為支撐物。

　　四.應(yīng)用領(lǐng)域

　　1.海軍艦艇

　　2014年7月1日，美國海軍試驗了利用3D打印等先進制造技術(shù)快速制造艦艇零件，希望借此提升執(zhí)行任務(wù)速度并降低成本。[12]

　　2014年6月24日至6月26日，美海軍在作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)活動中舉辦了第一屆制匯節(jié)，開展了一系列“打印艦艇”研討會，并在此期間向水手及其他相關(guān)人員介紹了3D打印及增材制造技術(shù)。

　　美國海軍致力于未來在這方面培訓水手。采用3D打印及其他先進制造方法，能夠顯著提升執(zhí)行任務(wù)速度及預備狀態(tài)，降低成本，避免從世界各地采購艦船配件。

　　美國海軍作戰(zhàn)艦隊后勤科副科長Phil Cullom表示，考慮到成本及海軍后勤及供應(yīng)鏈現(xiàn)存的漏洞，以及面臨的資源約束，先進制造與3D打印的應(yīng)用越來越廣，他們設(shè)想了一個由技術(shù)嫻熟的水手支持的先進制造商的全球網(wǎng)絡(luò)，找出問題并制造產(chǎn)品。[12]

　　2.航天科技 制造火箭發(fā)動機的噴射器需要精度較高的加工技術(shù)，如果使用3D打印技術(shù)，就可以降低制造上的復雜程度，在計算機中建立噴射器的三維圖像，打印的材料為金屬粉末和激光，在較高的溫度下，金屬粉末可被重新塑造成我們需要的樣子。火箭發(fā)動機中的噴射器內(nèi)有數(shù)十個噴射元件，要建造大小相似的元件需要一定的加工精度，該技術(shù)測試成功后將用于制造RS-25發(fā)動機，其作為美國宇航局未來太空發(fā)射系統(tǒng)的主要動力，該火箭可運載宇航員超越近地軌道，進入更遙遠的深空。馬歇爾中心的工程部主任克里斯認為3D打印技術(shù)在火箭發(fā)動機噴油器上應(yīng)用只是第一步，我們的目的在于測試3D打印部件如何能徹底改變火箭的設(shè)計與制造，并提高系統(tǒng)的性能，更重要的是可以節(jié)省時間和成本，不太容易出現(xiàn)故障。本次測試中，兩具火箭噴射器進行了點火，每次5秒，設(shè)計人員創(chuàng)建的復雜幾何流體模型允許氧氣和氫氣充分混合，壓力為每平方英寸1400磅。[14]

　　五.發(fā)展前景

　　隨著3D打印技術(shù)在各個領(lǐng)域中的普及，人們發(fā)現(xiàn)有越來越多不可思議的東西通過這種技術(shù)制作出來。今天向大家展示的就是德國專業(yè)小提琴制作公司EOS用3D打印技術(shù)制作出來的一把斯特拉迪瓦里小提琴的復制品，此外還有Thingiverse公司3D打印技術(shù)制作出來的兩個AR-15突擊步槍所需的零件。前者所挑戰(zhàn)的是傳統(tǒng)手工制琴方法，而后者則直接挑戰(zhàn)了人類的法律制度規(guī)范。