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欢迎来到3DPI“初学者3D打印指南”。无论您是3D打印技术还是仅仅要关闭一些知识差距,我们都会停止。到目前为止,我们大多数人都在某种程度上听到了3D打印的潜力。但是,通过本指南,我们正在为历史和3D打印的现实提供见解 - 流程,材料和应用程序 - 以及对可能导航的地方的测量思想。我们希望您能发现这是最全面的3D打印资源之一,无论您的技能水平如何,都在这里会有很多,以满足您的需求。

你准备好了吗?让我们开始吧!

01 - 3D印刷基础知识

3D打印 - 也称为添加剂制造 - 已在金融时报和其他来雷电竞充值源中引用,潜在的是大于互联网。有些人认为这是真的。许多其他人敦促这是这个非常令人兴奋的技术领域存在的非凡炒作的一部分。那么,真正的3D打印是什么,谁通常使用3D打印机?雷电竞app下载

概述

术语3D打印涵盖了一个大量的过程和技术为不同国家的零部件和产品的生产提供了全方位的能力材料。基本上,所有的过程和技术都具有共同的方式是在添加过程中通过层进行层的方式,与涉及减法方法或模塑/铸造方法的传统生产方法形成对比。应用程序三维印刷几乎在当天出现,因为这种技术继续穿越工业,制造商和消费者行业的更广泛和深入地渗透,这仅设置增加。这项技术部门的最常见的评论员同意,截至今天,我们只是开始看到3D打印的真正潜力。3DPI是一个可靠的3D打印的媒体来源,为您带来了所有最新的新闻,视图,流程开发和应用程序,因为它们在这个令人兴奋的字段中出现。此概述文章旨在为3DPI受众提供3D打印的可靠背景,就它(技术,流程和材料),其历史、应用领域和优点

什么是3D打印?

3D打印是一种从三维数字模型制作物理对象的过程,通常通过铺设许多连续的材料层。它通过材料层添加层将数字物体(其CAD表示)与其物理形式带入其物理形式。

3D打印一个物体有几种不同的技术。3D打印带来了两项基本的创新:以数字格式操作物体,以及通过添加材料制造新的形状。

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科技对近代人类历史的影响可能比其他任何领域都要大。想想电灯泡、蒸汽机,或者更晚一些的汽车和飞机,更不用说万维网的兴起了。这些技术在许多方面改善了我们的生活,开辟了新的途径和可能性,但通常需要时间,有时甚至是几十年,才能真正的颠覆性技术变得明显。

人们普遍认为,3D打印或增材制造(AM)具有成为这些技术之一的巨大潜力。雷电竞充值现在,3D打印已经在许多电视频道、主流报纸和在线资源上进行了报道。有人声称3D打印技术将终结我们所知的传统制造业,彻底改变设计,并对我们的日常生活施加地缘政治、经济、社会、人口、环境和安全方面的影响。

3D打印背后最基本、最与众不同的原理是,它是一种增材制造过程。雷电竞充值这确实是关键,因为3D打印是一种完全不同的制造方法,基于先进的技术,在亚毫米尺寸的层次上制造零件。这与任何其他现有的传统制造技术有着根本的不同。

传统的制造业普遍以人力劳动和手工制造为基础,这种意识形态的起源可以追溯到法语单词制造业本身的词源。然而,制造业的世界已经发生了变化,自动化过程,如机械加工、铸造、成型和成型都是(相对)新的、复杂的过程,需要机器、计算机和机器人技术。

然而,这些技术都要求从更大的块中减去材料,是否达到最终产品本身或生产用于铸造或模塑过程的工具,这是整体制造过程中的严重限制。

对于许多应用,传统的设计和生产过程强加了许多不可接受的限制,包括如上所述的昂贵的工具,固定装置,以及对复杂部件的组装的需求。此外,减量制造工艺(例如加工)可导致浪费的最高90%的原始材料块。相比之下,3D打印是通过以各种方式添加材料层,根据所使用的技术以各种方式添加素材层来创建对象的过程。为仍然试图了解概念的任何人来说,简化了3D打印背后的意识形态,可以将其自动与Lego块建立内容的过程。

3D打印是一种启用技术,鼓励和推动创新,以前所未有的设计自由,同时是一种减少禁止成本和交货时间的工具的过程。组件可以专门设计为避免具有复杂几何形状的装配要求,并且在无需额外成本创建的复杂功能。3D打印也被揭示为节能技术,可以通过制造过程本身提供环境效率,利用高达90%的标准材料,以及整个产品使用更轻,更强大的设计。

近年来,3D印刷超出了工业原型制作和制造过程,因为该技术对小公司甚至个体变得更加通便。一旦由于拥有3D打印机的规模和经济学,庞大的多国公司的域名,现在可以获得超过1000美元的3D打印机的规模和经济学。雷电竞app下载

这已将技术开放到更广泛的受众,随着指数采用率在所有方面继续均,越来越多的系统,材料,应用,服务和辅助。

02 -3D打印的历史

最早的3D打印技术最早出现在20世纪80年代后期,当时被称为快速原型(RP)技术。这是因为流程最初被认为是一种快速且成本效益更高的方法,用于在行业内为产品开发创建原型。有趣的是,1980年5月,日本的Kodama博士首次申请了RP技术的专利。对于Kodama博士来说,不幸的是,完整的专利说明书随后没有在申请后一年的截止日期前提交,考虑到他是一名专利律师,这尤其糟糕!然而,实际上,3D打印的起源可以追溯到1986年,当时发布了第一项立体光刻设备(SLA)专利。这项专利属于其中一人查尔斯·赫尔(夹头)谁在1983年首次发明了他的SLA机器。赫尔继续共同找到3D Systems Corporation - 今天是在3D打印领域经营的最大和最丰富的组织之一。

3D Systems’ first commercial RP system, the SLA-1, was introduced in 1987 and following rigorous testing the first of these system was sold in 1988. As is fairly typical with new technology, while SLA can claim to be the first past the starting post, it was not the only RP technology in development at this time, for, in 1987,卡尔迪卡。他在美国申请了一项选择性激光烧结(SLS)快速成型工艺的专利。该专利于1989年发布,随后SLS被授予DTM公司,该公司随后被3D系统公司收购斯科特·克鲁姆是Stratasys Inc.的联合创始人提交了融合沉积建模的专利(FDM) - 本公司仍然持有的专有技术,但也是许多入门机器使用的过程,基于开源重新应用模型,即今天多产。FDM专利于1992年发给Stratasys。在欧洲,1989年,德国的EOS GmbH也在形成的成立汉斯langer.。在与SL工艺的延迟之后,EOS的研发重点在很大程度上放在激光烧结(LS)过程中,这继续从强度达到强度。如今,EOS系统在全球范围内认可为其质量输出,为3D打印的工业原型制作和生产应用。EOS于1990年销售了其第一个“立体声”系统。该公司的直接金属激光烧结(DMLS)工艺由初级项目与伊斯兰电解芬兰的初始项目产生,后来被EOS获取。

这些年来,其他3D印刷技术和过程也在这些年来,即由威廉硕士,由迈克尔FeIygin的米科尔菲艮第(SGC)最初专利的层压对象制造(LOM)最初专利的弹道粒子制造(BPM)最初由Itzchak Pomerantz等专利al and ‘three dimensional printing’ (3DP) originally patented by Emanuel Sachs et al. And so the early nineties witnessed a growing number of competing companies in the RP market but only three of the originals remain today — 3D Systems, EOS and Stratasys.

在整个20世纪90年代和21世纪初,大量的新技术继续被引入,仍然完全集中在工业应用上,当它们仍然主要是原型应用程序的过程时,研发也由更先进的技术供应商为特定的工具进行,铸造和直接制造应用。这见证了新术语的出现,分别是快速模具(RT)、快速铸造和快速制造(RM)。

在商业运营方面,桑德斯原型(后来的Solidscape)和ZCorporation成立于1996年,Arcam成立于1997年,Objet Geometries成立于1998年,MCP Technologies(一家已建立的真空铸造OEM)在2000年引入了SLM技术,EnvisionTec.成立于2002年,外来成立于2005年,是Extrude Hone Corporation的副产品,Sciaky Inc基于其专有的电子束焊接技术,开创了自己的添加剂工艺。这些公司都为西方公司在全球市场的扩张做出了贡献。这个术语也随着制造应用的扩散而发展,所有这些过程的总称是增材制造(AM)。雷电竞充值值得注意的是,在东半球也有许多平行的发展。然而,尽管这些技术本身很重要,并在当地取得了一些成功,但在当时并没有真正影响全球市场。

在21世纪中期,该行业开始显示出明显的多样化迹象,有两个重点领域的定义在今天更加明确。首先是3D打印的高端,仍然是非常昂贵的系统,这些系统面向高价值、高度工程化、复杂零件的零件生产。这项工作仍在进行中,而且还在不断增长,但随着多年的研发和资格认证工作取得成效,其成果才真正开始在航空航天、汽车、医疗和精细珠宝行业的生产应用中显现出来。大量交易仍处于闭门和/或保密协议(NDA)之下。在光谱的另一端,一些3D打印系统制造商正在开发和推进“概念建模器”,正如他们当时所说的那样。具体而言,这些是3D打印机,其重点是改进概念开发和功能原型设计,这是专门开发的办公室和用户友好、经济高效的系统。今天台式机的前奏曲。然而,这些系统仍然非常适合工业应用。雷电竞app下载

回头看,风暴前真的是平静的。

在市场的下端 - 今天被视为在中期的3D打印机 - 价格战中的印刷精度,速雷电竞app下载度和材料的增量改善。

2007年,市场从3D系统中看到了第一个低于10,000美元的系统,但这从来没有相当击中它应该的标记。这部分原因是系统本身,也是其他市场影响。那个时候的圣杯是为了获得5000美元的3D打印机 - 这是由许多行业的内部人员,用户和评论员看到的3D打印机,作为向更广泛的受众开放3D打印技术的关键。在那一年的大部分时间里,抵达了高度预期的桌面工厂 - 许多预测的是那些圣杯的实现 - 被告警作为观看的人。随着组织在奔跑到生产的情况下,它没有任何东西。桌面工厂及其领导者,Cathy Lewis,于2008年通过3D系统获得了IP,而且却消失了。事实证明,2007年实际上是那个确实标记了可访问3D打印技术的转折点的年度 - 尽管很少有人在当时实现它 - 随着重新装修现象扎根。博士Bowyer据建立了早期的开源,自我复制3D打印机的Repap概念,在2004年中,随着一些繁重的歌曲,他的团队在浴室中的一些重物,最重要的是,奥利弗和罗伊斯·琼斯使用沉积过程的概念到3D打印机的原型。2007年是拍摄开始展示的一年和这种胚胎,开源3D打印运动开始获得可见性。

但直到2009年1月,第一个商业上可获得的3D打印机 - 以销售为基础的套件和基于重新概念。这是BFB Rapman 3D打印机。同年4月紧随其后的是Makerbot Industries,其创始人在大量投资之后偏离开源哲学的转载,这是大量涉及转载的发展。自2009年以来,已经出现了一系列类似的沉积打印机,并具有边缘独特的销售点(USPS),他们继续这样做。这里有趣的二分法是,虽然转回现象已经引起了一整个商业,入门级3D打印机的新部门,但转回社区的欧洲议会均是关于3D打印和在海湾商业化的开源开发。雷电竞app下载

2012年是在市场进入级别引入替代3D打印过程的年份。B9Creator(利用DLP技术)于6月首次出现,其次是12月的表格1(利用立体刻录)。两者都是通过资金网站踢球运动员推出 - 并且均享有巨大的成功。

由于市场发散,工业水平的重大进展与能力和应用,2012年增长制造商运动中的意识和摄取的显着提高也是许多不同主流媒体渠道在技术上拾取的年度。2013年是一年大幅增长和合并。最值得注意的动作之一是通过Stratasys获取Makerbot。

被一些人称为第二次、第三次,有时甚至是第四次工业革命,不可否认的是,3D打印对工业部门的影响和3D打印为未来消费者展示的巨大潜力。这种潜力将以何种形式展现在我们面前。

03 - 3D打印技术

任何3D打印过程的起点是3D数字模型,可以使用各种3D软件程序 - 在行业中创建,这是3D CAD,对于制造商和消费者有更简单,更可访问的程序可用 - 或扫描3D扫描仪。然后将模型“切片”成层,从而将设计转换为3D打印机可读的文件。然后根据设计和过程分层由3D打印机处理的材料。如上所述,有许多不同类型的3D印刷技术,以不同的方式处理不同的材料来创建最终对象。现在,功能塑料,金属,陶瓷和沙子都是常规用于工业原型制作和生产应用的。还正在研究3D印刷生物材料和不同类型的食物。一般来说,在市场的进入水平,材料更有限。塑料目前是唯一广泛使用的材料 - 通常是ABS或PLA,但越来越多的替代品,包括尼龙。还有一个越来越多的进入级机器,适用于食品,例如糖和巧克力。

它是如何工作的

不同类型的3D打印机雷电竞app下载每个都采用不同的技术这个过程不同的材料以不同的方式。重要的是要理解3D打印最基本的限制 - 在材料和应用方面 - 是没有“一个解决方案”适合所有人。例如,一些3D打印机处理粉末材料(雷电竞app下载尼龙,塑料,陶瓷,金属),其利用粉末的光/热源与粉末的烧结/熔融/熔丝层一起以限定的形状。其他过程聚合物树脂材料并再次利用光/激光固化超薄层中的树脂。精细液滴的喷射是另一个3D打印过程,让人想起2D喷墨印刷,但用墨水和粘合剂具有优异的材料来固定层。也许最常见且易于识别的过程是沉积的,这是大多数入门级3D打印机采用的过程。雷电竞app下载该方法通过加热的挤出机以细丝形式挤出塑料,通常是PLA或ABS以形成层并产生预定形状。

由于部件可以直接打印,因此可以生产非常详细和复杂的对象,通常具有内置的功能和否定对组装的需求。

然而,另一个需要强调的重点是,到目前为止,没有一种3D打印流程是即插即用的。在压印之前有许多步骤,一旦部分从打印机上下来,就会有更多的步骤——这些往往被忽视。除了为3D打印设计的现实,这可能是苛刻的,文件准备和转换也可能是耗时和复杂的,特别是在构建过程中需要复杂支持的部件。然而,这些功能的软件不断更新和升级,情况正在改善。此外,一旦离开打印机,许多部件将需要进行精加工操作。对于需要支持的过程来说,移除支持是一个很明显的步骤,但其他包括打磨、喷漆、油漆或其他类型的传统收尾,这些通常都需要手工完成,需要技巧、时间和耐心。

04 - 3D打印过程

立体刻录

立体刻度(SL)被广泛识别为第一3D打印过程;肯定是第一个被商业化的。SL是一种基于激光的方法,其适用于光聚合物树脂,其与激光器反应,并以非常精确的方式形成固体以产生非常精确的部件。它是一种复杂的过程,但简单地,光聚合物树脂在含有内部的可移动平台中保持在VAT中。激光束根据提供给机器的3D数据(如填充物)的3D数据,在树脂的表面上引导在X-Y轴上,由此树脂精确地硬化激光击中表面的位置。一旦图层完成后,VAT内的平台通过分数(在Z轴上)下降,并且随后的层被激光跟踪。这将继续,直到整个对象完成,并且可以将平台从VAT中抬起以进行拆卸。

由于SL过程的性质,它需要一些部件的支持结构,特别是具有悬垂或底切的那些。需要手动删除这些结构。

在其他后处理步骤方面,很多使用SL 3D打印的物体需要清洗和固化。固化过程包括在类似烤箱的机器中,让零件在强光下完全硬化树脂。

立体平版印刷是公认的最精确的3D打印工艺之一,具有良好的表面光洁度。然而,限制因素包括所需的后处理步骤和材料随时间的稳定性,这可能会变得更脆。

DLP

DLP - 或数字光处理 - 是立体光刻的类似过程,因为它是一种与光聚合物合作的3D打印过程。主要区别是光源。DLP使用更传统的光源,例如电弧灯,具有液晶显示面板或可变形镜装置(DMD),其在单次通过中施加到光聚合物树脂的整个表面上,通常是制造比SL更快。

还喜欢SL,DLP具有具有优异分辨率的高度精确的部件,但其相似性还包括对支持结构和后固化的相同要求。然而,DLP通过SL的一个优点是,只需要一种浅层的树脂来促进该过程,这通常导致较少的浪费和更低的运行成本。

激光烧结/激光熔化

激光烧结和激光熔化是可互换的术语,其参考基于激光的3D印刷过程,其适用于粉末材料。根据送入机器的3D数据,在X-Y轴上沿着紧凑的粉末材料的粉末床追踪激光器。当激光器与粉末材料的表面相互作用时,它烧成,或熔化,彼此形成固体。当每个层完成时,粉末床逐渐下降,并且在激光器的下一次通过之前,辊将粉末平滑在床的表面上,以便形成随后的层并与前一层融合。

构建室完全密封,因为在特定于粉末材料的熔点的过程中需要保持精确的温度。完成后,将整个粉末床从机器中取出,可以移除多余的粉末以留下“印刷”零件。该方法的关键优点之一是粉末床用作用于悬垂和底切的过程支撑结构,因此可以通过该过程以任何其他方式制造的复杂形状。

然而,在缺点上,由于激光烧结所需的高温,冷却时间可能是相当大的。此外,多孔性一直是该工艺的一个历史问题,虽然在全密度零件方面已经有了显著的改进,但在某些应用中仍然需要使用其他材料来改善力学特性。

激光烧结可以加工塑料和金属材料,尽管金属烧结需要更高的动力激光和更高的过程温度。用该过程产生的部件比用SL或DLP强大强大,尽管通常表面光洁度和精度不如。

挤出/ FDM / FFF

利用热塑性材料挤出的3D印刷是易于最常见的 - 可识别的3DP过程。该过程的最受欢迎的名称是融合沉积建模(FDM),因为它的寿命,但这是一个商品名,由Stratasys,最初开发它的公司注册。自20世纪90年代初期以来,Stratasys的FDM技术已经存在,今天是一个工业级3D打印过程。然而,自2009年以来出现的入门级3D打印机的增殖主要利用类似的过程,通常被称为自由雷电竞app下载形式制造(FFF),但由于仍然由Stratasys仍然持有的专利,以更基本的形式。最早的重新装载机器和所有后续演变 - 开源和商业挤出方法。但是,遵循Stratasys的专利侵权申请反对Afinia市场的入门级终端将如何发展是一个问号,因为所有的机器都有可能成为Stratasys的专利侵权前线。

该过程通过熔化塑料细丝,通过加热的挤出机,当时的加热挤出机的层,在根据提供给打印机的3D数据的构建平台上。每层硬化,因为它被沉积并键合到前一层。

Stratasys为其FDM工艺开发了一系列专有的工业级材料,适用于一些生产应用。在市场的入门级结束时,材料更有限,但范围正在增长。入门级FFF 3D打印机最常见的材料是ABS和PLA。雷电竞app下载

FDM / FFF进程需要支持结构的任何应用悬垂几何形状。对于FDM,这需要第二种水溶性材料,这使得一旦打印完成,就允许支撑结构相对容易地冲走。或者,可以通过手动将它们从部件上捕获它们来除去分离的支撑材料。支持结构或缺乏通常是进入级FFF 3D打印机的限制。雷电竞app下载然而,由于系统已经进化并改善以合并双挤出头,因此它变得越来越少。

在生产的模型方面,来自Stratasys的FDM过程是一种准确且可靠的过程,即相对办公室/工作室友好,尽管可能需要广泛的后处理。在入门级,正如预期的那样,FFF进程产生了更低的准确模型,但事情不断改进。

对于某些部件几何形状和层到层的粘附可能是一个问题的过程,这可能是一个问题,导致部分不含水。同样,使用丙酮的后处理可以解决这些问题。

喷墨

有两个3D打印过程利用喷射技术。

粘合剂喷射:喷射的材料是一种粘合剂,它被选择性地喷射到零件材料的粉末床中,一次一层地熔化它,从而产生/打印所需的零件。与其他粉床系统一样,一旦完成,一层粉末床逐步下降和辊或叶片抚平粉表面的床上,之前的下一个通过飞机头,随后的粘合剂层与上一层形成和融合。

与SLS一样,此过程的优点在于无需支持,因为粉末床本身就提供了这种功能。此外,可以使用一系列不同的材料,包括陶瓷和食物。这个过程的另一个独特的优点是能够轻松地添加一个可以添加到活页夹中的完整的调色板。

然而,直接从机器导致的部件与烧结过程不那么强,并且需要后处理以确保耐用性。

材料喷射:一种3D打印工艺,通过多个喷咀(其他喷咀同时喷注支撑材料),将实际的建筑材料(液态或熔融状态)选择性喷射。然而,这些材料往往是液体光聚物,在每一层沉积时都用紫外光进行固化。

该产品的性质允许同时沉积一系列材料,这意味着单个部件可以由具有不同特性和性质的多种材料制成。材料喷射是一种非常精确的3D印刷方法,生产精确的部件,饰面非常平滑。

选择性沉积层压(SDL)

SDL是由MCOR技术开发和制造的专有3D打印过程。在1990年的Helisys开发的层压物体制造(LOM)过程中,由于分层和塑造纸的相似性来形成最后一部分,有一个诱惑。但是,这就是任何相似性结束的地方。

SDL 3D打印过程使用标准复印纸一层一层地构建零件。每一层新层都用一种粘合剂固定在前一层上,这种粘合剂是根据提供给机器的3D数据选择性地应用的。这意味着在将成为零件的区域沉积的粘合剂密度要高得多,而在作为支撑的周围区域应用的粘合剂密度要低得多,确保相对容易“清除”或移除支撑。

当一张新的纸从送纸机构被送进3D打印机,并放置在选择性地涂在前一层上的粘合剂上后,构建板被移动到一个加热板上并施加压力。这种压力确保了两张纸之间的正粘合。构建板然后返回构建高度,其中可调碳化钨刀片切割一张纸一次,跟踪对象的轮廓创建部分的边缘。当这个切割顺序完成时,3D打印机会沉积下一层粘合剂,以此类推,直到零件完成。

SDL是极少数能够使用CYMK调色板生产全彩色3D打印零件的3D打印工艺之一。因为这些零件是标准纸张,不需要后处理,所以完全安全环保。该工艺不能与其他3D打印工艺竞争的地方是在生产复杂的几何形状和建造尺寸受到原料大小的限制。

ebm.

电子束熔化3D打印技术是由瑞典公司Arcam开发的专有过程。该金属印刷方法与从金属粉末的零件的形成方面非常相似。施加零件的直接金属激光烧结(DMLS)工艺。关键差异是热源,因为名称表明是电子束,而不是激光,这意味着在真空条件下进行过程。

EBM具有在各种金属合金中创造完全密集的部件,甚至是医疗等级,因此该技术对于医疗行业的一系列生产应用特别成功,特别是植入物。然而,其他高科技领域,如航空航天和汽车也向EBM技术提供了制造实现。

05 - 3D印刷材料

自技术早期以来,可用于3D印刷的材料已经走了很长的路。现在存在各种不同的材料类型,其在不同的状态(粉末,长丝,颗粒,颗粒,树脂等)提供。

目前,目前通常开发了针对执行专用应用的特定平台(一个示例是牙科扇区)的特定材料,这些平台具有更精确适合应用的材料属性。

然而,现在有太多的专利材料从许多不同的3D打印机供应商涵盖所有这里。相反,本文将以一种更通用的方式来研究最流行的材料类型。还有一些突出的材料。

塑料

尼龙,或聚酰胺,通常以粉末形式使用烧结工艺或以长丝形式使用FDM工艺。它是一种坚固、灵活和耐用的塑料材料,已证明是可靠的3D打印。它是天然的白色,但它可以是彩色的-印刷前或印刷后。这种材料也可以与粉状铝相结合(以粉末形式)来生产另一种常见的用于烧结的3D打印材料——铝化物。

ABS是另一种常用的3D打印塑料,在入门级FDM 3D打印机上以细丝形式广泛使用。雷电竞app下载它是一种特别坚固的塑料,有多种颜色。ABS可以从许多非专有来源购买成丝形式,这是它如此受欢迎的另一个原因。

PLA是一种生物可降解的塑料材料,这是由于这种原因为3D打印而获得牵引力。它可以用于DLP / SL工艺的树脂形式以及FDM工艺的长丝形式。它以各种颜色提供,包括透明,已被证明是用于3D打印应用的有用选择。然而,它与ABS不如耐用或灵活。

LayWood是专门为入门级挤压3D打印机开发的3D打印材料。雷电竞app下载它以长丝形式出现,是一种木材/聚合物复合材料(也称为WPC)。

金属

越来越多的金属和金属复合材料用于工业级3D印刷。最常见的两个是铝和钴衍生物。

粉末不锈钢是3D打印中强度最大、因此最常用的金属之一,用于烧结/熔化/EBM工艺。它是天然的银,但可以镀上其他材料,以产生金或青铜的效果。

在过去的几年里,金和银被添加到金属材料的范围内,可以直接3D打印,在珠宝行业的应用很明显。这些都是非常坚固的材料,并以粉末的形式加工。

钛是最坚固的金属材料之一,已经用于3D打印工业应用有一段时间了。它以粉末形式供应,可用于烧结/熔化/循证医学过程。

陶瓷

陶瓷是一种相对较新的材料,可用于3D打印,具有各种成功。用这些材料说明的特定事项是,印刷后,陶瓷部件需要经过相同的过程作为使用传统生产方法制成的任何陶瓷部件 - 即射击和玻璃。

纸张

标准A4复印机纸是由MCOR技术提供的专有SDL过程采用的3D打印材料。该公司对其他3D打印供应商运营了一个明显不同的商业模式,即机器的资本支出位于中档,但重点是可以在本地购买的易于获得的,经济高效的材料供应。3D用纸制成的印花型号是安全的,环保的,易于可回收的,不需要后处理。

生物材料

对于一系列医疗(和其他)应用,有大量的研究进入了3D印刷生物材料的潜力。正在在一些领导机构调查生活组织,以便开发包括打印用于移植的人体器官的应用,以及用于更换身体部位的外部组织。此领域的其他研究主要集中在开发食物的东西 - 是素质的肉类。

食物

在过去的几年里,3D印刷食品物质的挤出机的实验急剧增加。巧克力是最常见的(和可取的)。还有打印机与糖合作,有意大利面和肉类的一些实验。展望未来,正在进行研究,利用3D印刷技术生产完全平衡的整餐。

其他

最后,拥有独特(专有)材料提供的一家公司是Stratasys,其数字材料为Objet Connex 3D打印平台。该产品意味着标准Objet 3D打印材料可以在印刷过程中组合 - 以各种和特定的浓度 - 形成具有所需性质的新材料。最多可实现最多140种不同的数字材料以不同的方式将现有的主要材料组合。

06 - 3D打印全局效果

全球对制造业的影响

3D打印已经对产品的制造方式产生了影响——这项技术的性质允许在制造过程的社会、经济、环境和安全影响方面产生新的思维方式,并取得普遍有利的结果。

这种说法背后的一个关键因素是,3D打印有可能使生产更接近终端用户和/或消费者,从而减少当前供应链的限制。3D打印的定制价值和按需生产小批量产品的能力是吸引消费者、减少或消除库存和库存堆积的一种肯定的方式——类似于亚马逊的业务运作方式。

运输备件和来自世界的一个部分到另一个部分的产品可能会变得过时,因为备件可能是在现场印刷的3D。这可能对企业的大小,军事和消费者在未来的全球范围内运作和互动的重大影响。许多人的最终目标是为了消费者在家中运营自己的3D打印机,或者在他们的社区内,由此可以通过Internet下载任何(可自定义)产品的数字设计,并且可以发送到打印机,该打印机已加载到打印机用正确的材料。目前,有一些关于这是否会通过的辩论,以及关于可能发生的时帧更严格的争论。

广泛采用3D打印可能导致许多已经发明产品的重新发明,当然,甚至更大的全新产品。今天,可以使用3D打印机创建不可能的形状和几何形状,但旅程真的只刚开始。许多人认为3D打印有很大的潜力可以将增长注入创新并带回当地的制造。

对全球经济的潜在影响

3D印刷技术的使用对全球经济有潜在的影响,如果全世界采用。从当前模型转向当前模型到基于本地化生产的基于需求,现场定制的生产模式可能会降低出口和进口国家之间的不平衡。

3D打印将有可能创建新的行业和全新的职业,例如与3D打印机的生产相关的行业。雷电竞app下载有机会在3D打印周围进行专业服务,从新形式的产品设计师,打印机运营商,材料供应商一直到知识产权法律纠纷和定居点。盗版是目前与许多IP持有人的3D打印相关的关注。

3D印刷对发展中国家的影响是一把双刃剑。积极效应的一个例子是通过再循环和其他本地材料降低制造成本,但制造业工作的损失可能会严重袭击许多发展中国家,这需要克服时间。

发达国家或许将从3D打印中受益最大,因为在这些国家,日益老龄化的社会和人口老龄化的变化一直是生产和劳动力方面的一个担忧。此外,3D打印在医疗方面的益处将很好地迎合日益老龄化的西方社会。

07 - 3D打印福利和价值

3D打印,无论是在工业,本地还是个人层面,都带来了一系列福利,即传统的制造方法(或原型)根本不能。

定制

3D打印过程允许大规模定制——根据个人需求个性化产品的能力。即使在同一个制造室中,3D打印的本质意味着可以根据终端用户的要求同时制造大量的产品,而无需额外的工艺成本。

复杂

3D打印的出现已经看到产品的增殖(在数字环境中设计),涉及复杂程度,这根本无法以任何其他方式生产。虽然设计师和艺术家造成了令人印象深刻的视觉效果,但它也对工业应用产生了重大影响,因此正在开发出现的应用程序,以使证明既较浅,比其前辈更强大的复杂组件。在航空航天领域出现了显着用途,其中这些问题重要性。

工具少

对于工业制造,产品开发过程中最具成本,时间和劳动密集型阶段之一是生产工具的生产。对于低至中等体积应用,工业3D打印或添加剂制造 - 可以消除工具生产的需求,,,,,,,,,,,,是与其相关的成本,交付时间和劳动力。雷电竞充值这是一个极具吸引力的命题,即越来越多的数量或制造商正在利用。此外,由于上述复杂优点,产品和部件可以专门设计,以避免具有复杂几何形状和复杂特征的装配要求,进一步消除了与组装过程相关的劳动力和成本。

可持续发展/环保

3D printing is also emerging as an energy-efficient technology that can provide environmental efficiencies in terms of both the manufacturing process itself, utilising up to 90% of standard materials, and, therefore, creating less waste, but also throughout an additively manufactured product’s operating life, by way of lighter and stronger design that imposes a reduced carbon footprint compared with traditionally manufactured products.

此外,在满足当地制造模式方面,3D打印呈现出色的承诺,由此在所需的地方提供产品 - 消除全球运输高卷产品的巨大库存和不可持​​续的物流。

08 - 3D打印应用

这origins of 3D printing in ‘Rapid Prototyping’ were founded on the principles of industrial prototyping as a means of speeding up the earliest stages of product development with a quick and straightforward way of producing prototypes that allows for multiple iterations of a product to arrive more quickly and efficiently at an optimum solution. This saves time and money at the outset of the entire product development process and ensures confidence ahead of production tooling.

原型仍然可能是最大的,即使有时忽略了3D打印的应用。

自3D打印成型技术出现以来,工艺和材料的发展和改进见证了该工艺被应用到产品开发流程链的更下游。利用不同工艺的优点开发了模具和铸造应用。此外,这些应用程序正在越来越多地被工业部门使用和采用。

同样地,对于最终的制造操作,改进正在继续促进吸收。

就在所有这些广谱应用中的工业3D印刷中受益的工业垂直市场方面,以下是基本故障:

医疗和牙科

医疗部门is viewed as being one that was an early adopter of 3D printing, but also a sector with huge potential for growth, due to the customization and personalization capabilities of the technologies and the ability to improve people’s lives as the processes improve and materials are developed that meet medical grade standards.

3D打印技术正在用于多个不同的应用程序。除了制作原型以支持医疗和牙科行业的新产品开发之外,还用于制造牙科冠的下游金属铸件的模式,以及在制造塑料真空以制造牙齿对齐器的工具中的制造模式。该技术也有利于直接制造股票和膝关节植入物,如患者特定产品,如助听器,鞋类的矫形器,用于患有疾病的患者的耳机,个性化的假肢和一次性植入物如骨关节炎,骨质疏松症和癌症以及事故和创伤受害者。3D用于特定操作的印刷外科指南也是一个新雷竞技官网登录兴应用程序,这些应用程序是在他们的工作和患者恢复期间的辅助外科医生。技术也正在为皮肤,骨,组织,药品甚至人体器官的3D印刷开发。然而,这些技术在很大程度上仍然远离商业化。

航空航天

与医疗部门一样,航空航天部门也是最早采用3D打印技术进行产品开发和原型制作的部门。这些公司通常与学术和研究机构合作,在制造应用技术方面走在前沿,或推动其边界。

由于飞机开发的危急性质,R&D要求奋斗,标准是关键的,工业级3D打印系统通过它们的步伐。工艺和材料开发已经看过,为航空航天部门开发的许多关键应用 - 以及一些非关键零件在飞机上就是飞机。

知名用户包括通用电气/莫里斯技术公司、空客/ EADS、劳斯莱斯、BAE系统公司和波音公司。虽然这些公司中的大多数确实采取了现实的方法,就他们目前正在做的技术,大部分是研发,但有些公司确实对未来非常乐观。

汽车

快速原型技术(3D打印的最早体现)的另一个普遍的早期采用者是汽车行业。许多汽车公司——尤其是在赛车运动和F1领域——都遵循着与航空航天公司类似的轨迹。首先(仍然是)将这些技术用于原型设计,但开发和调整它们的制造工艺,以纳入改进材料的好处和汽车零部件的最终结果。

许多汽车公司现在也在展望3D打印的潜力,以便在备用/替换件的生产方面履行销售功能,按需,而不是持有巨大的库存。

珠宝

传统上,珠宝的设计和制造过程始终需要高水平的专业知识和知识,涉及特定学科,包括制造,制造,铸造,电镀,锻造,银/金摩擦,石材切割,雕刻和抛光。这些学科中的每一个都在发展多年来,每个人都需要在适用于珠宝制造时的技术知识。只是一个例子是投资铸造 - 这一起源可以追溯到4000多年。

对珠宝行业来说,3D打印已被证明是特别具有破坏性的。基于3D打印能够以及将如何对这个行业的进一步发展做出贡献,人们产生了极大的兴趣和理解。从3D CAD和3D打印带来的新的设计自由,通过改进传统的珠宝生产流程,一直到直接3D打印生产,消除了许多传统步骤,3D打印已经并将继续在这个领域产生巨大的影响。

艺术/设计/雕塑

艺术家和雕塑家在无数的不同方式中与3D打印进行了探索形式和功能以先前不可能探索。无论是纯粹找到新的原始表达还是从旧大师那里学习,这是一个带来的高度收费的部门,越来越多地找到了使用3D打印和向世界引入结果的新方法。有许多艺术家现在通过专门与3D建模,3D扫描和3D打印技术一起工作,为自己创造了名称。

  • 约书亚·霍克
  • Dizingof
  • Jessica Rosenkrantz神经系统
  • PIA Hinze.
  • 尼克ervinck.
  • Lionel Dean.
  • 还有许多人。

3D扫描的学科与3D打印一起为艺术界带来了新的维度,然而,在艺术家和学生现在拥有经过验证的方法,可以再现过去大师的工作,并创造古代(更近期)的确切复制品密切研究的雕塑 - 艺术品,否则他们将无法亲自与人互动。Cosmo Wenman的作品在这一领域特别启发。

体系结构

建筑模型长期以来一直是3D打印过程的主要应用,用于生成建筑师愿景的精确演示模型。3D打印提供了一种相对快速、简单和经济可行的方法,可以直接从3D CAD、BIM或建筑师使用的其他数字数据生成详细的模型。许多成功的建筑公司,现在普遍使用3D打印(室内或作为服务)作为其工作流程的关键部分,以增加创新和改善沟通。

最近一些有远见的建筑师正在寻求3D打印作为直接施工方法。在这一前面的一些组织中进行了研究,最符合的Loughborough大学,轮廓制作和宇宙建筑。

时尚

随着3D打印工艺在分辨率和更灵活的材料方面的改进,一个以实验和大胆声明而闻名的行业开始崭露头角。我们当然是在谈论时尚!

3D印刷配件包括鞋子,头部,帽子和袋子都致电全球跑步。一些更有远见的时装设计师已经证明了高级时装,披肩,全身长袍的技术的能力,甚至是世界各地的不同时尚场地的服装。

Iris Van Herpen应该特别提及这静脉的领先先驱。她制作了许多集合 - 在巴黎的人行道和米兰建模 - 包含3D打印来炸毁“正常规则”,不再适用于时装设计。许多人遵循了,并继续在她的脚步上遵循,通常是完全原始的结果。

食物

虽然在3D打印领域姗姗来迟,但食品是一个让人们非常兴奋的新兴应用(和/或3D打印材料),它有潜力真正将这项技术带入主流。毕竟,我们永远都需要吃东西!3D打印正在成为一种准备和呈现食物的新方式。

3D打印食品的最初尝试是用巧克力和糖,随着特定的3D打印机进入市场,这些发展一直在快速进行。雷电竞app下载其他一些早期的食品实验包括在细胞蛋白质水平上3D打印“肉”。最近,意大利面是另一种正在研究3D打印食品的食品集团。

展望未来,3D打印也被认为是一种完整的食物制备方法,一种全面、健康的营养平衡方法。

消费者

3D打印供应商的圣杯是消费者3D打印。对于这是可行的未来,有一个广泛的辩论。目前,由于进入级别存在的可访问性问题(消费者机器),消费者摄取量很低。通过较大的3D系统和Makerbot等3D打印公司在此方向上进行了前往,作为Stratasys的子公司,因为它们试图使3D打印过程和辅助组件(软件,数字内容等)更可访问和用户-友好的。目前有三种主要的方式,街上的人可以与消费产品的3D印刷技术互动:

  • 设计+打印
  • 选择+打印
  • 选择+ 3D打印服务履行

09 - 词汇表

3DP3 d打印技术

ABS.丙烯腈丁二烯苯乙烯

雷电竞充值

CAD / CAM计算机辅助设计/计算机辅助制造

CAE电脑辅助工程

DLP数字光处理

DMD直接金属沉积

DMLS.直接金属激光烧结

ebm.电子束熔化

eva.乙烯乙酸乙酯

FDM.融合沉积建模(Stratratasys的商标)

FFF自由形状制造

镜头激光工程成网(SNL商标,Optomec授权)

LS激光烧结

pl聚乳酸

关于逆向工程

R M快速制造

rp.快速原型

RT.快速的工具

sl立体刻录

SLA立体光刻机(3D系统注册商标)

SLM选择性激光熔化

SLS选择性激光烧结(3D系统注册商标)

STL / .stl.立体Lithograpic