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3D打印機打印過程
打印機打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米來計算的。此前,部件設計完全依賴于生產(chǎn)工藝能否實現(xiàn),而3D打印機的出現(xiàn),將顛覆這一生產(chǎn)思路,任何復雜形狀的設計均可以通過3D打印機來實現(xiàn)。一般的厚度為100微米,即0.1毫米,也有部分打印機如Objet Connex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。 用傳統(tǒng)方法制造出一個模型通常需要數(shù)小時到數(shù)天,根據(jù)模型的尺寸以及復雜程度而定。而用三維打印的技術(shù)則可以將時間縮短為數(shù)個小時,當然其是由打印機的性能以及模型的尺寸和復雜程度而定的。
3d打印機的應用領域
食品產(chǎn)業(yè):2013年5月22日,NASA已選中總部位于得克薩斯州的系統(tǒng)和材料研究公司,向其投資12.5億美元,研發(fā)能為宇航員制造“營養(yǎng)可口”食品的3D打印機。
3D食物打印機的概念設計方案中,打印機的“墨盒”——也就是裝載食物的部分使用壽命長達30年。3D掃描和3D打印技術(shù)將共同提高實體世界和數(shù)字世界之間形態(tài)轉(zhuǎn)換的分辨率,縮小實體世界和數(shù)字世紀之間的距離。這款產(chǎn)品的實驗版本已經(jīng)可以成功“打印”巧克力,而比薩餅將是它未來幾周內(nèi)的下一個目標。據(jù)透露,食物打印機制造比薩餅的步驟如下:首先,打印一層面餅,并在打印的同時烤好;然后機器會將使用裝載番茄的“墨盒”和水、油混合,打印出番茄醬。后將醬料和奶油打印在比薩餅的表面。
3D打印技術(shù)的優(yōu)勢
材料無限組合:傳統(tǒng)的制造機器在切割或模具成型過程中難以將多種原材料融合在一起,3D打印的原材料之間可以任意組合,制造出人們想要的性能結(jié)構(gòu)。20世紀80年代以前,三維打印機數(shù)量很少,大多集中在“科學怪人”和電子產(chǎn)品愛好者手中。比如在尼龍-玻璃纖維或者尼龍-碳纖維復合材料能夠提高尼龍的機械性能,在鎳合金粉末里加入50%的鈦金屬可以顯著提,現(xiàn)在已有科研人員在進行碳納米管、石墨烯等復合新材料的研發(fā)。
3D打印,制造業(yè)的未來
跟傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相比,3D打印技術(shù)i大的優(yōu)勢在于不需要模具即可實現(xiàn)各種形狀產(chǎn)品的制造。另外,民用消費級3D打印設備還可以自由移動,由于其較高的便攜性,出現(xiàn)了一批家用或桌面型的3D打印機,這些都是有賴于3D打印機所需更小物理空間這一優(yōu)勢。因此3D打印技術(shù)特別適合應用于利用模具鑄造困難、形狀復雜、個性化強的產(chǎn)品。此外,傳統(tǒng)制造技術(shù)中,產(chǎn)品模具需要多次調(diào)試,研發(fā)成本較高。而3D打印技術(shù)可以大大縮短研發(fā)周期,降低研發(fā)成本。
3D打印技術(shù)早出現(xiàn)于20世紀80年的美國,2012年開始在中國興起。作為先進制造業(yè)的重要組成部分,國家對其的發(fā)展高度重視,先后出臺了不同的政策支持。