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1、3D打印技术1. 3D打印的概念及原理1.1. 3D打印的概念3D打印技术，是一种以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。3D打印机则出现在上世纪 90年代中期，即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打 印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“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。如今这一技术在多个领域得到应用，人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、 巧克力甜品等。1.2. 3D打印的原理每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶 水
2、液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅 速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交 替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出 模型，而剩余粉末还可循环利用。见图1所示。rr da-n喷墨”粘貼升降台下移反复術环打印中最后一层HARKH.COM图1 3D打印过程2. 3D打印的优缺点2.1 3D打印的优点一是节省原材料和人工。由于采用“添加制造技术”，它的用料只有原来的 1/3到1/2,打印速度却快4倍。同时因省去生产线和一部分组装过程，可降低 人工成本。第二个优点是可以制作形态各异的物品。理论上，只要电
3、脑可以设计 出的造型，3D打印机都可以打印出来，2011年在加拿大展出的3D打印汽车 Urbee，即以其时尚前卫的流线型外观吸引了众多关注。2.2 3D打印的缺点3D打印技术具有局限性，具体主要体现在材料上，目前打印材料主要只有 塑料、树脂和金属，骨骼等有机原料。3. 3D打印的应用3D打印机的应用对象可以是任何行业，只要这些行业需要模型和原型。以 色列的Objet公司认为，3D打印机7需求量较大的行业包括政府、航天和国防、 医疗设备、高科技、教育业以及制造业。行业比例份额见图2。 Motor vehicles 汽乍. Consumer products 消路 诵 Business machi
4、nes 能出枫臟备Medical|皱学Academe咋术用论址模 Aerospace 竝丿. Government/Wlifitary 政府军出 Others !他图2 3D打印的行业比例份额医疗行业。最近，一位83岁的老人由于患有慢性的骨头感染，因此换上了 由3D打印机“打印”出来的下颚骨，这是世界上首位使用3D打印产品做人体骨 骼的案例。科学研究。美国德雷塞尔大学的研究人员通过对化石进行3D扫描，利用3D 打印技术做出了适合研究的3D模型，不但保留了原化石所有的外在特征，同时 还做了比例缩减，更适合研究。产品原型。比如微软的3D模型打印车间，在产品设计出来之后，通过3D 打印机打印出来模型
5、，能够让设计制造部门更好的改良产品，打造出更出色的产 品。文物保护。博物馆里常常会用很多复杂的替代品来保护原始作品不受环境或 意外事件的伤害，同时复制品也能将艺术或文物的影响更多更远的人。最近史密 森尼博物馆就因为原始的托马斯杰弗逊要放在弗吉尼亚州展览，所以博物馆用 了一个巨大的3D打印替代品放在了原来雕塑的位置。建筑设计。在建筑业里，工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的 建筑模型，这种方法快速、成本低、环保，同时制作精美。完全合乎设计者的要 求，同时又能节省大量材料。制造业。制造业也需要很多3D打印产品，因为3D打印无论是在成本、速度 和精确度上都要比传统制造好很多。而3D打印技术本
6、身非常适合大规模生产， 所以制造业利用3D技术能带来很多好处，甚至连质量控制都不再是个问题。食品产业。没错，就是“打印”食品。研究人员已经开始尝试打印巧克力了。 或许在不久的将来，很多看起来一模一样的食品就是用食品3D打印机“打印” 出来的。当然，到那时可能人工制作的食品会贵很多倍。汽车制造业。不是说你的车是3D打印机打印出来的（当然或许有一天这也 有可能），而是说汽车行业在进行安全性测试等工作时，会将一些非关键部件用 3D打印的产品替代，在追求效率的同时降低成本。配件、饰品。这是最广阔的一个市场。在未来不管是你的个性笔筒，还是有 你半身浮雕的手机外壳，抑或是你和爱人拥有的世界上独一无二的戒指
7、，都有可 能是通过3D打印机打印出来的。甚至不用等到未来，现在就可以实现。4. 3D打印的发展前景4.1. 3D打印的国内发展在2013年两会上，全国政协委员、中航工业副总工程师、中国航母舰载机 歼-15（见图3）总设计师孙聪透露，歼-15项目率先采用了数字化协同设计理念： 三维数字化设计改变了设计流程，提高了试制效率；五级成熟度管理模式，冲破 设计和制造的组织壁垒，而这与3D打印技术关系紧密。他透露，钛合金和M100 钢的3D打印技术已应用于新机试制过程，主要是主承力部分。在传统的战斗机制造流程当中，飞机的3D模型设计好后，需要进行长期的 投入来制造水压成型设备，而使用3D打印这种增材制造技
8、术后，零件的成型速 度、应用速度得以大幅度提高。如果不是采用3D打印的增材制造技术，歼-15 战斗机至今能否首飞都很难讲。“钛合金3D打印技术已用于新机研制”，这一条 消息立刻成为媒体瞩目的焦点。京华时报引述孙聪的话说，钛合金和M100 钢的3D打印技术已广泛用于新机设计试制过程。报道称，于2012年10月至 11月首飞成功的机型，广泛使用了 3D打印技术制造钛合金主承力部分，包括 整个前起落架。“2002年，3D打印技术刚萌芽时，我们就进行相关技术研发， 通过与北航的合作，目前已具备一定产业能力。”图3中国航母舰载机歼-15此外，在2012年8月，金属复合材料生产商银邦股份宣布和无锡安迪利捷
9、 贸易公司合资成立飞尔康快速制造科技公司，其注册资本为5000万元，银邦股 份参股45%,主营3D打印的金属粉末生产和销售。华泰证券点评道，银邦股份 进军新领域为投资者提供了充分的想象空间。成立于2009年的杭州铭展网络科技公司是3D打印机的生产者和代理商。公 司是3DSystems部分产品的中国区代理服务商，同时也基于开源3D打印技术制 造出了个人3D打印机系列，目标是批量生产经济型家用打印机，以方便设计师、 工程师、科技人员甚至普通爱好者的使用。此外，铭展还建立了 “我爱3D”设 计作品分享社区，让更多人参与创新分享3D打印作品。4.23D打印的国际发展三年前尚处于技术前沿的3D打印如今已
10、成制造业中的新兴战略领域。2012 年8月，美国总统奥巴马拨款3000万美元，在俄亥俄州建立了国家级3D打印添 加剂工业研究中心，并计划第一步投入5亿美元用于3D打印，以确保美国制造 业不继续转移到中国和印度。长期跟踪3D打印行业的某家咨询公司表示，2011 年，3D打印机的市场规模为17亿美元左右，到2015年该市场将达37亿美元。目前全球有两家三维打印机制造巨头，分别为Stratasys和3DSystems，均 在美国纳斯达克上市。不过，这一数字仅占全球制造市场的 0.02%。在飞机、核 电和火电等行业所使用的重型机械、高端精密机械装备上，传统的焊接和零部件 加固的方法使得部件之间的连接并
11、不牢固，但是使用 3D 打印技术，出来的产品 是自然无缝连接，结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。这在飞机、 核电等高端装备制造行业的应用上非常广泛。5. 对于3D打印的争议有些业内人认为，三维打印技术对制造业的影响将可与喷墨打印机对文件打 印的影响相媲美。15世纪出现的活字印刷术让手写体变成了印刷体。印刷机同 那些可以进行大规模生产的机器一样，高效地打印出同一物品的副本，但是，其 在打印个性化文件时的效率并不高。后来，喷墨打印机使打印变得更便捷、更廉 价、更有个性。如今，尽管传统打印机仍然打印着大量的书籍和报纸等，但更多 的打印任务是由喷墨打印机来承担的，它能按需打印出书籍、标签、
12、照片等。三维打印技术带来的变化或将改变制造业的经济面貌。许多人认为，这项技 术将让商业完全去中心化，逆转伴随着工业化到来的城市化进程，人们将不再需 要工厂，届时，每个村庄都将拥有一个由打印机组成的制造厂，制造所需的物品。 但是，也有人认为，城市的经济和社会利益远远超出吸引工人到装配线上工作的 能力。有人坚持认为，三维打印技术减少了对工厂工人的需求，削减低成本、低工 资国家的优势，因而会增加发达国家的生产能力。不过，也有人对此表示怀疑， 他们称，亚洲制造商也有能力采用该技术，而且，即使三维打印技术确实会让生 产重回发达国家，它也无法提供更多的工作机会，因为与标准的制造过程相比， 它并非劳动密集型
13、的技术。而三维打印技术给物流公司带来的威胁是显而易见的，2010年在由中外运 敦豪国际航空快递有限公司（DHL）组织的一次大会上，有人就提出了这种可能 性：当公司能够在需求产品的地方打印出急需的零部件时，为什么还会从国外空 运呢？附件一：市场上的3D打印机对比名称公司打印尺寸X/Y分辨率特点层厚价格sk3dPrinterMakerBOTFDM120*120*115小巧0.33600OBJET 30OBJET294X192.7X148.6600*600dpi曲面精度 高0.02820wEden350/350VOBJET350 x 350 x200600*600dpi曲面精度 高0.016100w
14、Eden260VOBJET260 x 260 x200600*600dpi曲面精度 高0.016100wConnex 350OBJET350 x 350 x200600*601dpi多材料打 印0.016200wDimensionEli teStratasys, Inc204*204*3050.08mm溶解式支 撑系统0.17840wFortus 360mcStratasys, Inc355 X 254X2540.1溶解式支 撑系统0.12790wEWSL35EASYWAY355 X 350 X2500.1光固化0.053Zpro152X 152X101.0254mm铸造效果Dimension
15、 uPrintStratasys, Inc203X 152X1520.127mm水溶性支 撑0.25420wFORMIGAP 100eos200X250X3300.1mmCO2, 30W0.1mmEOSINT P 395eos340X340X6200.1CO2, 31W0.1ZPrinter450Zcorp203X254X2030.15完全自动化0.08960wProJet 15003D3D system171 x 228 x2030.254彩色、快 速0.1附件二：蜡烛打印机报价单可以直後在喑烛上打圄秦，可以是自己或好久的图豫，也可是电脑中的设计蜃奏=下最大汀氐尺90mm直径and 210mrr 44遛桂蜡2Wf1300rnm方形货全 宇塔形蜡烛竽2）电压.220V50HZ/110V 60Hz.3净重:15Kgt GW: 23冏4包装尺寸 590X500X414mmPhoto
