发展前景
领域延伸
3D打印机3D打印的优势在2011年被充分应用于生物医药领域,利用3D打印进行生物组织直接打印的概念日益受到推崇。比较典型的包括Open3DP创新小组宣布3D打印在打印骨骼组织上的应用获得成功,利用3D打印技术制造人类骨骼组织的技术已经成熟;哈佛大学医学院的一个研究小组则成功研制了一款可以实现生物细胞打印的设备;另外,3D打印人体器官的尝试也正在研究中。
随着3D打印材料的多样化发展以及打印技术的革新,3D打印不仅在传统的制造行业体现出非凡的发展潜力,同时其魅力更延伸至食品制造、服装奢侈品、影视传媒以及教育等多个与人们生活息息相关的领域。
速度提升
2011年,个人使用3D打印机的速度已突破了送丝速度300mm每秒的极限,达到350mm每秒。在体积突破上,3D打印机体积为适合不同行业的需求,也呈现“轻盈”和“大尺寸”的多样化选择。
平台革新
基于3D打印民用化普及的趋势,3D打印的设计平台正从专业设计软件向简单设计应用发展,其中比较成熟的平台有基于WEB的3D设计平台3D Tin,另外,微软、谷歌以及其他软件行业巨头也相继推出了基于各种开放平台的3D打印应用,大大降低了3D设计的门槛,甚至有的应用已经可以让普通用户通过类似玩乐高积木的方式设计3D模型.
色彩逼真
家用彩色3D打印机3D打印机的创造物除了色彩丰富之外也相当精美。大多数创造物的最高分辨率为100微米。但是我们能够以25微米的分辨率进行打印,创造出非常光洁的表面。打印出色彩逼真而且没有任何毛刺的物体,其中一个有趣的推广就是家庭使用,当想要灯泡或者任何有着塑料支架的东西时,它们都可以打印出来。家庭用户也可以使用打印机打印玩具和临时需要的东西,25微米的分辨率甚至可以让你使用足够牢固的材料来打印假牙。
科幻成真
好莱坞大作《十二生肖》影片中出现的专业设备就是流行的3D打印技术,对于曾经来说这类技术可能属于试验阶段的产品,对于技术高速发展的时代来说,已经有国产品牌推出万元内3D打印机产品,并且还在京城首家3D打印机体验馆中进行了展示。
存在问题
1、3D打印机价格因素
大多数桌面级3D打印机的售价在2万元人民币左右,一些国内的仿制品价格可以低到6000元。但是据3D打印机代理商透露,国产的3D打印机虽然价格低,但质量很难保障。
对于桌面级3D打印机来说,由于仅能打印塑料产品,因此使用范围非常有限,而且对于家庭用户来说,3D打印机的使用成本仍然很高。因为在打印一个物品之前,人们必须会懂得3D建模,然后将数据转换成3D打印机能够读取的格式,最后再进行打印。
2、原材料价格
3D打印不是一项高深艰难的技术。它与普通打印的区别就在于打印材料。
以色列的Object是掌握最多打印材料的公司。它已经可以使用14种基本材料并在此基础上混搭出107种材料,两种材料的混搭使用、上色也已经是现实。但是,这些材料种类与人们生活的大千世界里的材料相比,还相差甚远。不仅如此,这些材料的价格便宜的几百元一公斤,最贵的要四万元左右。
以色列公司的打印机3、风险成本
3d打印机如同核反应既能发电,又能破坏一样。3D打印技术在初期就让人们看到了一系列隐忧,而未来的发展也会令不少人担心。如果什么都能彻底复制,想到什么就能制造出什么,听上去很美的同时,也着实让人恐惧。
应用案例
3D打印机
2010年,美国“太空制造”公司,在加利福尼亚州莫菲特场的美国太空总署艾姆斯研究中心内成立,由奇点大学的校友创建。
2011年秋天,该公司自以来已展开四百多次抛物线飞行试验,以在微重力环境下验证3D打印技术。
2013年,美国“太空制造”公司与美国太空总署马歇尔航天中心合作,开展在零重力环境中的3D打印技术试验研究。
2014年,计划为国际空间站提供一台3D打印机,供宇航员在轨生产零部件,无需再从地球运输零部件。计划2014年八月利用美国太空探索技术公司的“龙”飞船,将新研发的太空3D打印机送往国际空间站。
2014年8月,3D打印机将连同太空货物由SpaceX飞行器携带升空抵达国际空间站,采用“挤制递增制造”技术将聚合物和其它材料逐层打印,最终形成所需的打印物体。3D打印设计蓝图可从空间站计算机中预先载入或者从地面上行传输,空间站超过30%的零部件都可以通过这台3D打印机制造。
2014年,国际空间站的宇航员们不久前利用3D打印技术制造出第一把“太空工具”——扳手。这台针对零重力环境设计的3D打印机9月被送上太空,11月打印出首个“太空产品”——属于它自身的一个零部件。
2015年,该公司还计划为国际空间站提供一个名为“增量生产设备”的太空打印设备,该设备不仅可“打印”物品,还能修理组件并升级硬件等。
2015年04月22日,南方医科大学珠江医院利用3D打印指导完成复杂肝脏肿瘤切除手术。手术负责医生方驰华教授介绍,这个手术复杂,难度非常大,若非借助3D打印的肝脏模型指导,切除手术无法完成。这在国内尚属首例。
2015年7月13日,首个太空3D打印机2014年9月由美国国家航空航天局(NASA)发射上天。现在,该3D打印机的制造者太空制造公司计划再次与NASA合作,发射第二台3D打印机,用来循环利用NASA发射到太空的10000个密封塑料袋。
实现打印需要的仪器/配置/材料
三维扫描与软件:三维扫描仪、三维激光雕刻机、激光制版、激光设备、三维测量仪、三坐标测量机/仪、激光跟踪仪、三维相机、三维激光抄数机、三维设计系统、运动捕捉系统、三维摄影测量系统、数控系统、检测与逆向工程软件、三维检测软件、普及应用3D设计软件、打印软件等。
3D打印材料及技术:光敏树脂、塑料粉末材料(尼龙、尼龙玻钎、尼龙碳纤维、尼龙铝粉、Peek材料等)、金属粉末材料(模具钢、钛合金、铝合金以及CoCrMo合金、铁镍合金等)、3D打印技术、其他快速成型技术、逆向工程技术、表面处理等。
3D打印服务:3D打印、快速成型、手板制作,以及其他快速成型、逆向工程服务、三维扫描与测量等。
主要技术
选择性烧结技术、直接金属激光烧结、熔融沉积成型技术、立体平版印刷、数字光处理、熔丝制造、电子束熔化成型、选择性热烧结、粉末层喷头三维打印等等。
专利技术
熔融沉积快速成型(Fused Deposition Modeling,FDM)
光固化成型技术(Stereolithigraphy Apparatus,SLA)
三维粉末粘接(Three Dimensional Printing and Gluing,3DP)选择性激光烧结(Selecting Laser Sintering,SLS)
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