3D打印 造物新紀元

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1、3D打印 造物新紀元 3D打印 造物新紀元 摘 要：近些年來3D打印頻頻出現(xiàn)在公眾視野中，它是一種以數(shù)字模型文件為根底，通過逐層打印快速成形的新型技術。3D打印顛覆了傳統(tǒng)的制造方式，其優(yōu)勢被運用到人類生活的方方面面。目前3D打印技術在全球持續(xù)升溫并且不斷完善，這一制造技術是制造業(yè)向智能化不斷演進的歷程。這個歷程必將掀起一場工業(yè)革命。 關鍵詞：3D打??；工業(yè)革命；工業(yè)4.0 1想象被打印成現(xiàn)實 1.1揭開3D打印神秘面紗 3D打印又稱三維打印，工業(yè)上叫快速成型，最近行業(yè)內部又統(tǒng)一了更標準的專業(yè)叫法――增材制造。3D打

2、印可以說是這項技術的“乳名〞，“快速成型〞可以說是她的“學名〞，而“增材制造〞便可以理解為她的專業(yè)術語。所謂增強材質制造技術，是一種快速成型技術，它以數(shù)字模型文件為根底，運用粉末狀可粘合材料通過逐層添加制造三維物體的變革性、數(shù)字化的制造技術，將信息、材料、生物、控制等技術融合滲透。從前3D常在模具制造、工業(yè)設計等領域用于模型制造，現(xiàn)在正逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印成的零部件。幾十年來，航空航天、醫(yī)療和汽車工業(yè)等領域的工程師和設計師們主要使用3D打印技術來快速而廉價地制造產品的模型。 1.2 3D打印機，3D打印的工廠 “黑暗技術〞3D打印，和“打印神器〞3

3、D打印機打印過程并沒有我們想象地那么復雜。就像打印文件：輕點電腦屏幕上的“打印〞按鈕，一份數(shù)字文件便被傳送到一臺噴墨打印機上，它將一層墨水噴到紙的外表以形成一副二維圖像。而在3D打印時，軟件通過電腦輔助設計技術完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機上，后者會將連續(xù)的薄型層面堆疊起來，直到一個固態(tài)物體成型。3D打印機與傳統(tǒng)打印機最大的區(qū)別在于它使用的“墨水〞是實實在在的原材料。 1.33D打印機的兩大派系 在“墨水〞的使用方法上，3D打印又分兩大派系，第一個派系通過沉積原材料層來制造物體，第二個派系通過粘合原材料制造物體。第一個派系我們稱之為“選擇性沉積打印機〞，

4、將原材料沉積為層，這類打印機通過某種注射器或打印頭注射、噴灑或擠壓液體、膠狀物或者粉末的原材料。第二個派系是將原材料粘合在一起的打印機，通常是利用激光或在原材料中參加某種粘合劑來實現(xiàn)，這類打印機被稱作“選擇性粘合打印機〞，利用熱或光固化粉末或光敏聚合物。 2一臺造物主式的機器 2.1在空間里打印三維物體 如果單純地將3D打印理解成桌面打印機是不正確的。在人類歷史的大局部時間里，人們的創(chuàng)造創(chuàng)造大多通過切割原料或通過模具成型。而3D打印機依據(jù)計算機指令，通過層層堆積原材料制造產品。這種“增材制造技術〞讓我們能夠生產出立體三維物體。 2.2細說3D打印的優(yōu)點

5、運用“增材制造技術〞的3D打印機已經在加工車間默默工作幾十年，它的優(yōu)點日益彰顯，它突破了許多傳統(tǒng)制造限制，為創(chuàng)新提供了不可估量的前景。①制造復雜產品不增加本錢。傳統(tǒng)制造中，物體的形狀越復雜，加工難度就越大，制造本錢就隨之上漲。②產品多樣化不增加本錢。3D打印需要的是數(shù)字設計藍圖和新型的原材料，具備這兩個條件3D打印機就可以打印出不同形狀的產品。③省去了組裝本錢。傳統(tǒng)的生產方式是以組裝線為主，通過組裝而成。成品越復雜，投入的組裝本錢就越大。3D打印的分層制造方式省去了組裝，縮短了供給鏈，節(jié)省勞動力和運輸花費。④減少了生產誤差。數(shù)字文件可以無休止地復制而不會破損源文件。3D打印技術將這種數(shù)字精度運

6、用到了實體生產中。掃描技術和3D打印技術實現(xiàn)了三維世界和數(shù)字世界的轉換。⑤降低了制造技能要求。3D打印機從設計文件獲得各種指示，減少了技能操作。 3 3D打印，打印生活 3.1數(shù)字廚房掀起烹飪革命 3D食品打印機目前還沒進入市場，但它的研發(fā)卻是日新月異的，各大3D打印機開發(fā)商絞盡腦汁地去開發(fā)各種食品打印機。傳統(tǒng)烹飪方式有諸多弊端，如切割道具、加熱鍋爐多樣復雜，考驗著操作者的技術經驗，且由于器械的精準度不高，不能加工出復雜多變的形狀。 但是3D打印數(shù)字烹飪技術卻可以到達傳統(tǒng)烹飪技術無法匹敵的口感和視覺享受。每一臺3D食品打印機都會配備觸屏、內置內存卡和網絡設備，使

7、用者可以很便利地從云端獲得配方、用量和營養(yǎng)成分，用戶無需考慮營養(yǎng)搭配和飲食忌諱。這種食品打印機配備了上傳功能，方便用戶們分享美味的食物。 3.2“活墨〞打印再生人體器官 3D打印不僅在打印食品中廣泛應用，在打印人體器官上也是日益成熟。我國目前約有150萬患者急需器官移植，是世界上器官捐獻率最低的國家之一。而3D打印技術送來了福音。3D生物打印技術以人體細胞作為生物墨水。3D生物打印技術將從人們的骨髓或脂肪中提取出干細胞，通過生物化學手段，使它們分化成不同類型的細胞。當3D生物打印機開動時，“墨粉〞將通過打印頭聚攏在事先設計的部位上，打印器官的雛形便逐漸顯現(xiàn)，經體外和體內培育，“

8、打印〞的新生組織會形成自給的血管和內部結構。 3.3課桌上的工廠 3D打印在教育中的使用也日益普遍。在國外，3D打印機已經在高中用來制作固體物件。如果學校已經有3D設計軟件和數(shù)控銑床，安裝一臺低本錢的、消費性等級的3D打印機并不難。在一定程度上來說，當3D打印機帶著3D設計軟件進入教室的時候，它是教室制作工具，能夠把設計想法變成現(xiàn)實。 人猿相揖別的轉折點在于古人能夠手工制造工具，今人與古人相區(qū)別的分水嶺在于機器制造工具。人類進化至今，一個嶄新的標志就是能夠用機器制造機器。當前被賦予無限想象力的3D打印機就是這種能夠制造機器的機器。3D打印實質上是制造業(yè)向智能化不斷演進的歷程。這個歷程必將掀起一場工業(yè)革命，對人類生活產生重大的影響。 參考文獻： 【1】佚名.解密3D打印[J].工業(yè)設計，2021，02；15-19 【2】佚名.“打〞出天下，“造〞化萬物――改變世界的3D打印技術[J].創(chuàng)造與創(chuàng)新，2021，11；4-9 【3】黃榮根.對3D打印技術的思考[J].科技創(chuàng)新與應用，2021，20；40