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什么是3d打印?

 3d打印机中“打印”这个词本身,在传统意义上,是二维(2D)的,本质上是将二维的信息转移到平面上去的过程。但是,任何一个三维的物体,总是能划分成一系列具有有限厚度的二维平面的总和。所以打印三维物体,只需分层进行,每一层与传统意义的打印是一致的,只是每一层的厚度应当远小于三维物体的特征尺寸,再通过打印所用的“油墨”层层粘合并固化。
  具体来说,传统的打印就如使用普通打印机打印一封信:轻点电脑屏幕上的“打印”按钮,一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上,它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。而在3D打印时,软件通过电脑辅助设计技术(CAD)完成一系列数字切片,并将这些切片的信息传送到3D打印机上,后者会将连续的薄型层面堆叠起来,直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料和特殊的胶水。
  事实上,3D打印属于快速成型技术(Fast Prototyping)的一种,它的专业说法应该是“增材制造”技术(Additive Process),包括快速原型制造技术和高性能金属构件直接制造技术两大类。
  现在媒体报道的3D打印制造技术,主要是指快速原型制造技术。这项技术上世纪80年代就开始发展起来了,包括“3D打印”、“立体印刷”、“叠层实体造型”、“熔融沉积造型”、“选择性激光烧结”等五大类。主要制造由树脂、石蜡、陶瓷等材料组成的尺寸较小的原型样件或模型,这些原型样件原则上不能直接用于装备制造,但可以缩短新产品研制周期,降低产品研发和制造成本。
  高性能金属构件直接制造技术主要采用高功率激光束(或电子束)对粉末或丝材进行逐层熔化、快速凝固逐层堆积、直接制造出全致密高性能金属零部件,具有无需重型锻造装备及锻造模具、材料利用率高、加工量小、柔性高效等优点,被誉为是一种“革命性”的短周期、低成本、数字化制造技术。因为使用铣削加工等传统制造方法进行成型时,要从大块物料中去除不需要的部分,造成对物料的浪费。以飞机上使用的钛合金整体叶盘为例,锻件毛坯重量为1500公斤,经过加工切削打磨后,最终零件则只有100公斤,只利用了原有材料的6.67%。而使用3D打印制造同样的部件,只有极少的后续步骤从制成部件上去除材料,使得材料的利用率极大地提高。

 
 

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