3D打印技术简介与展望Word文件下载.docx

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直到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，3D打印才引起广泛关注。

13D打印技术的概念和原理

3D（3DPrinting）打印技术又称“增材制造”诞生于20

世纪80年代后期，源自美国研究照相雕塑和地貌成型技术，是一种与传统材料去除加工方法相反，基于三维数字模型的，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料采用逐层制造方式将

材料结合起来的工艺。

目前应用较多的3D打印技术主要包括光固化立体印刷（SLA）、熔融沉积制造（FDM）、选择性激光烧结（SLS）和三维喷印（3DP）等。

1986年，charleshull生产出第一台SLA-250打印机并创立了3DSystem公司。

同

年，ScottCrump发明了另外一种3D打印技术-熔融沉积制造

（FDM，FusedDepositiong），并成立了Stratasys公司。

这两家公司已成为全球两大主要的3D打印技术设备制造商。

1.1光固化立体印刷（SLA）

该技术以光敏树脂为打印材料，通过计算机控制紫外激光的运动，沿着零件各分层截面对液体光敏树脂逐点扫描，被扫描的光敏树脂薄层产生聚合而固化，而未被扫描到的光敏树脂仍保持液态。

当一层固化完毕，工作台移动一个层片厚度的距离，然后在上一层已经固化的树脂表面再覆盖一层新的液态树脂，用以进行再一次的扫描固化。

新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此循环往复，直到整个零件原型制造完毕。

1.2熔融沉积制造（FDM）

该技术把丝状的热熔性材料（ABS树脂、尼龙、蜡等）加热熔化到半流体态，在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，喷头将半流态的材料挤压出来，凝固后形成轮廓的薄层。

一层完毕后，工作台下降一个分层厚度的高度再成型下一层，进行固化。

这样层层堆积黏结，自上而下形成一个零件的整体造型。

FDM成型的零件强度好，易于装配。

1.3选择性激光烧结（SLS）

预先在工作台上铺设塑料、蜡、陶瓷、金属或其复合物的粉末，激光束在计算机控制下，通过扫描器以一定的速度

和能量密度按层进行二维数据扫描；

固化后工作台下降一个分层厚度，再次铺粉，开始一个新的循环，通过层层堆积获得实体零件。

该技术工艺简单、打印材料选择范围广。

1.4三维喷印（3DP）

是一种利用微滴喷射技术的打印技术，通过喷射黏结剂将成型材料黏结，周而复始地送粉、铺粉和喷射黏结剂，最终完成一个三维粉体的黏结，从而生产制成品。

23D打印技术与传统制造技术相比的优势

（1）个性化定制产品。

3D打印最大优势在于拓展了设计人员的想象空间，发挥设计者的想象力和创造力。

3D打印技术使消费者能根据自己的需求，量身定制产品。

（2）提高生产效率。

3D打印机通过电子制图、数据传输、激光扫描、材料熔化等一系列技术，使特定金属粉或其他材料熔化，并按照电子模型图一层层重新叠加起来，最终把电子模型图变成实物。

大大缩短样品制作时间，且可以“打印”造型复杂的产品。

（3）降低生产成本。

3D打印技术对于生产者来说，可以在目的地精准打印，省去了物流，配送、上货等的费用，生产成本大幅降低。

（4）工艺水平的重大改进。

在零部件的连接方面，传统的焊接和零部件加固的方法，使得部件之间的连接非常耗费工时，而且牢固性还有待提高。

使用3D打印技术，无缝

连接将是最大亮点，结构之间的稳固性和连接强度也将得到很大的提高。

33D打印技术目前存在的局限性

（1）成本高。

3D打印仍是非常昂贵的技术，打印所需材料的研发难度大，导致3D打印技术制造成本较高，目前此项技术主要用于产品的研发阶段，制造模型的精度尚不能令人满意。

（2）在规模化生产方面尚不具备优势。

目前3D打印技术尚不具备取代传统制造业的条件，在批量制造等方面，传统制造方法更胜一筹。

（3）自动化控制系统水平有待提高。

3D打印技术的发展，依托于信息技术、精密机械以及材料科学多学科的尖端技术。

目前的自动化控制水平还不能很好地为3D打印技术服务。

（4）使用的打印材料比较单一。

现在真正利用3D打印的材料为金属粉末和塑料、陶瓷颗粒，种类比较少，材料的研发是此项技术的一大瓶颈。

43D打印技术的展望

英国《经济学人》有人刊文认为，3D打印技术将于其他数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现。

目前，3D打印技术已广泛应用于航空航天、汽车制造、军事、地理、艺术品制造、教育、医疗和体育领域，特别是在汽车制造领

域，已经是一项必备的重要技术。

相信随着社会的不断发展和科学技术的进步，3D打印技术将极大地改变已有的传统加工制造业，它将在更加广泛的领域中得到应用。

参考文献

[1]孙晓林.3D打印技术的应用[J].机电产品开发与创新，

2013，26（4）.

[2]王雪莹.3D打印技术与产业的发展前景及前景分析

[J].中国高新技术企业，2012（26）：

3-5.

[3]贾王坤.浅析3D打印技术[J].科技展望，2014（3）.