3D打印的原理是什么 3D打印的发展历史

  历史发展

  英国工程师“打印”出无人飞机3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。

  1986年,Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。[2]

  1993年,麻省理工学院获3D印刷技术专利。

  1995年,美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。

  2005年,市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。

  2010年11月,世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。

  2011年6月6日,发布了全球第一款3D打印的比基尼。

  2011年7月,英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。

  2011年8月,南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。

  2012年11月,苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。

  2013年10月,全球首次成功拍卖一款名为“ONO之神”的3D打印艺术品。

  2013年11月,美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造出3D打印金属手枪。

  3D打印别墅2015年7月17日上午,由3D打印的模块新材料两层精装别墅现身陕西西安,建造方在三个小时完成了别墅的搭建。建造方介绍,该座三个小时建成的精装别墅,只要摆上家具就能拎包入住。[3]

  2015年7月,全球最大导弹生产商、美国雷神公司宣布,利用3D打印技术制造了下一代制导武器所需的几乎所有组件,其中包括火箭发动机、导弹尾翼、用于制导和控制系统的部件等。雷神公司增材制造经理Leah Hull称:“3D打印导弹会成为一种简化的工艺,当我们打印时,相应地使用的部件就更少,所以供应链变得更加简单,开发周期更短,得到零部件的速度要快得多。你可以设计更多更复杂部件,因为你现在可以设计出以前无法加工的金属部件。”[4]

  原理技术

  日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品,而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,普通打印机的打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料,打印机与电脑连接后,通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说,3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备,比如打印一个机器人、打印玩具车,打印各种模型,甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。[5]

  3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式,并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。

  类型累积技术基本材料挤压熔融沉积式,(FDM)热塑性,塑料,共晶系统,金属,可食用材料线电子束,自由成形,制造(EBF)几乎任何合金粒状直接金属,激光烧结,(DMLS)几乎任何合金电子束熔化成型(EBM)钛合金选择性激光熔化成型(SLM)钛合金,钴,铬合金,不锈钢,铝选择性热烧结(SHS)热塑性粉末选择性激光烧结,(SLS)热塑性塑料,金属粉末,陶瓷粉末粉末层喷头3D打印石膏3D打印,(PP)石膏层压分层实体制造(LOM)纸,金属膜,塑料薄膜光聚合立体平板印刷(SLA)光硬化树脂数字光处理,(DLP)光硬化树脂

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