* d印刷技術(shù)的前景的簡(jiǎn)單介紹

* D打印的發(fā)展歷程

* D打印是一種增量制造技術(shù)，屬于快速成形技術(shù)，是一種根據零部件或物體的三維模型數據，利用成形設備以材料堆積的方式制造實(shí)體的技術(shù)。

三維打印工藝是美國麻省理工學(xué)院Emanual Sachs等人研制并于19* 9年申請了* DP專(zhuān)利，該專(zhuān)利是非成形材料微滴噴射成形范疇的核心專(zhuān)利之一。

經(jīng)過(guò)近年來(lái)的研究探索，打印機巨頭 Stratasys 公司生產(chǎn)的 * D 打印機可以實(shí)現分辨率為 20 ～ * * μm、層厚 1* μm 的高精度打印制造，并實(shí)現多材料彩色打印。隨著(zhù)打印技術(shù)的發(fā)展，更高分辨率的打印設備將會(huì )投入使用。

* D打印的原理分類(lèi)

FDM技術(shù)

FDM技術(shù)利用熱塑性材料的熱熔性、粘結性，由計算機控制層層堆積成形。

工藝特點(diǎn):成形零件力學(xué)性能好、強度高，材料來(lái)源廣，制造成本低，但精度不足。該技術(shù)可用于快速模具制造。

SLA技術(shù)

SLA技術(shù)基于液態(tài)光敏樹(shù)脂在一定波長(cháng)和功率的紫外激光照射下發(fā)生光聚合反應的原理，實(shí)現固化成形。

工藝特點(diǎn):制造精度高，表而質(zhì)量好，材料利用率高。該技術(shù)可用于形狀復雜和特別精細的零件加工。

SLS技術(shù)

SLS技術(shù)基于粉末材料在熱源激光照射下燒結的原理，在計算機控制下不斷循環(huán)，層層堆積成形。

工藝特點(diǎn):零件的力學(xué)性能好、強度高，適應材料范圍廣，可以加工塑料、陶瓷、石蠟等材料的零件。該技術(shù)可用于快速翻制各種模具。

* DP技術(shù)

* DP技術(shù)是將粉末由噴頭送出，然后三維模型切片后獲得的二維層片噴出粘結劑，粘結粉末成形。

工藝特點(diǎn):成形速度快;材料價(jià)格低，粉末在成形過(guò)程中起支撐作用，成形結束容易去除。該技術(shù)可用于打印全彩色實(shí)體。

* D打印設備基本工作流程

基于* D打印技術(shù)的打印設備眾多，其中粘結式* D打印的基本流程如下:

①通過(guò)CAD軟件生成三維模型；②輸出打印所需的STL文件，檢查并修正錯誤；③使用分層軟件進(jìn)行分層，獲得二維切片模型數據文件；④發(fā)送打印數據文件到* D打印機上；⑤打印機采集打印原料并覆蓋打印區域；⑥打印機定位打印截而并噴灑粘結劑，粘結粉末；⑦第一層加工完成后，成形裝置下降一個(gè)高度，原料供給裝置上升一個(gè)高度，用來(lái)鋪撒下一層打印原料；⑧重復進(jìn)行上述過(guò)程，直至整個(gè)打印過(guò)程結束；⑨去除多余支撐物料，對實(shí)體進(jìn)行后處理操作。

* D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)瓶頸

相對于傳統制造業(yè)，* D打印技術(shù)具有許多獨特的優(yōu)勢：①制造范圍廣；②個(gè)性化程度高；③成本低；④周期短，速度快；⑤材料的多樣性；⑥精確的實(shí)體復制；⑦零交付時(shí)間。

當然* D技術(shù)也而臨許多的技術(shù)難題和瓶頸：①工成本方而；②制造精度與效率方而；③版權方而；④材料選擇方而；⑤安全問(wèn)題；⑥道德和倫理方而；⑦能源節約方而。

* D打印技術(shù)的應用領(lǐng)域

工業(yè)設計中的應用

采用三維打印技術(shù)不但可以快速制作出1: 1的實(shí)物模型，還可以對產(chǎn)品的人機界而進(jìn)行真實(shí)的評測，使其更符合人性化需求。

醫藥工業(yè)中的應用

依據仿真的人體器官模型，在人造骨骼材料、心臟瓣膜、人體心臟支架乃至人體器官的制造方而，* D打印己經(jīng)擁有很多成功的應用案例Ca -s7。

航空工業(yè)中的應用

航空業(yè)巨頭空客公司也試圖利用* D打印技術(shù)制造飛機機艙，目前采用* D打印的行李架在空客A* * 0上己有應用。在我國自主研發(fā)的C919大型客機中，* D打印用于制造飛機欽合金部件。

家居行業(yè)中的應用

經(jīng)過(guò)了二十多年技術(shù)革新，打印機逐漸向小型化、輕便化方向發(fā)展。在家居行業(yè)中，* D打印己經(jīng)有了部分應用，在打印玩具、食品方而己經(jīng)取得了成功圖，在家具行業(yè)的探索也正在展開(kāi)。

建筑行業(yè)中的應用

* D打印在建筑領(lǐng)域的應用有兩個(gè)方而:一是打印建筑物模型，iMaterialise等公司提供打印微型家庭模型服務(wù);二是打印建筑物各個(gè)組塊，最終拼接成整體建筑。

軍事領(lǐng)域的應用

* D打印在軍事領(lǐng)域中的應用廣泛，中國第一款戰斗機殲一1* 、多用途戰斗轟炸機殲一1* 、隱形戰斗機殲- 20、第五代戰斗機殲一* 1的研發(fā)中大量采用* D打印技術(shù)。

* D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景

打印設備的兩型化、智能化

未來(lái)* D打印設備將向著(zhù)小型化和巨型化趨勢邁進(jìn)。小型打印設備既可以滿(mǎn)足家庭和辦公的使用要求，又可以在提供* D打印服務(wù)的打印店內實(shí)現很好的應用;巨型打印機可以滿(mǎn)足大型制造工廠(chǎng)諸如航空航天、汽車(chē)制造企業(yè)的使用需求。同時(shí)，* D打印也向著(zhù)智能化方向發(fā)展，* D打印軟件可以依據材料、結構和制造環(huán)境等因素的變化來(lái)實(shí)現不同的響應方式，實(shí)現制造的智能化。

材料的多元化

就目前而言，* D打印的材料仍局限在很少一部分，與傳統制造業(yè)上可用材料種類(lèi)相比，* D打印仍有很大的局限性。但是隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)適用于* D打印的基礎材料也將會(huì )大幅增加，而且會(huì )產(chǎn)生多元材料的混合制造，實(shí)現復雜物體的制造。

與新能源產(chǎn)業(yè)的融合

* D打印設備的自身優(yōu)勢為新能源的融合提供了有利支持，可以利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能等新能源為* D打印設備提供能源動(dòng)力，實(shí)現制造業(yè)的能源換代，實(shí)現“綠色、低碳”制造。

云制造時(shí)代

伴隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的前進(jìn)步伐，* D打印技術(shù)和新型化設計將向著(zhù)小規模、分布式方向轉變。* D打印技術(shù)將推動(dòng)制造商、小型企業(yè)和消費者進(jìn)入“螞蟻工廠(chǎng)”時(shí)代，應運而生的云平臺將整合資源，提升服務(wù)與效率。同時(shí)云制造也會(huì )降低制造業(yè)準入門(mén)檻，推進(jìn)技術(shù)創(chuàng )新。

制造業(yè)升級與商業(yè)模式革新

隨著(zhù)技術(shù)的推廣，多領(lǐng)域交叉融合更加深入，必將帶動(dòng)制造業(yè)向高技術(shù)密集方向轉化，促使相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈逐步形成，推動(dòng)制造業(yè)轉型升級，同時(shí)也將催生一種全新的商業(yè)模式。此外，* D打印將為“創(chuàng )新智造”提供動(dòng)力，提升產(chǎn)業(yè)的競爭力。

結束語(yǔ)

從* D打印技術(shù)而世到現在，技術(shù)的革新升級不斷深化。隨著(zhù)CAD/CAM技術(shù)的突破，計算機互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，* D打印將會(huì )對生產(chǎn)生活產(chǎn)生更深遠的影響。* D打印的發(fā)展既是機遇又是挑戰，應當看到僅有技術(shù)層而的發(fā)展遠遠不夠，應在轉變產(chǎn)業(yè)模式、推進(jìn)技術(shù)創(chuàng )新等方而做足工作，才能讓* D打印技術(shù)更好地為制造業(yè)創(chuàng )新轉型提供新的發(fā)展動(dòng)力。

文章選自：《自動(dòng)化儀表》

作者：郭日陽(yáng)

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