航空航天零部件制造:制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、機(jī)翼結(jié)構(gòu)件等復(fù)雜零部件,減輕飛行器重量,提高燃油效率和性能。3D 打印技術(shù)還可用于制造具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的零部件,滿足航空航天領(lǐng)域?qū)Ω咝阅懿牧虾蛷?fù)雜設(shè)計(jì)的要求。快速維修:在航空航天現(xiàn)場(chǎng),可根據(jù)需要快速打印出損壞的零部件進(jìn)行更換,減少維修時(shí)間和成本,提高飛行器的可用性。
食品行業(yè)食品造型與定制:將食品原料通過 3D 打印技術(shù)制作出各種精美的造型和個(gè)性化的食品,如蛋糕、巧克力、糖果等,滿足消費(fèi)者對(duì)食品外觀和個(gè)性化的需求。營養(yǎng)定制:根據(jù)個(gè)人的營養(yǎng)需求和健康狀況,精確控制食品的成分和營養(yǎng)含量,打印出定制化的食品,為特殊人群如糖尿病患者、運(yùn)動(dòng)員等提供個(gè)性化的飲食解決方案。 遠(yuǎn)程打印,實(shí)現(xiàn)跨地域即時(shí)制造。徐州汽車零部件3D打印技術(shù)
早期構(gòu)想與探索1859年,法國雕塑家弗朗索瓦?威廉姆(Fran?oisWillème)申請(qǐng)了多照相機(jī)實(shí)體雕塑(photosculpture)的,這是3D掃描技術(shù)的早期雛形。1892年,法國人JosephBlanther提出使用層疊成型方法制作地形圖的構(gòu)想,這是增材制造技術(shù)基本原理的初步探索。1940年,Perera提出類似設(shè)想,通過沿等高線輪廓切割硬紙板并層疊成型制作三維地形圖。
技術(shù)奠基與突破1972年,Matsubara在紙板層疊技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了使用光固化材料的方法,為后續(xù)的3D打印技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。1983年,美國科學(xué)家查爾斯?胡爾受紫外線使桌面涂料快速固化的啟發(fā),萌生了3D打印的想法,并發(fā)明了SLA(Stereolithography,液態(tài)樹脂固化或光固化)3D打印技術(shù),他將其稱作立體平版印刷,3D打印技術(shù)由此正式誕生。1984年,立體光刻技術(shù)(SLA)正式發(fā)明,同年查爾斯?胡爾為該技術(shù)申請(qǐng)美國專利。1986年,查爾斯?胡爾獲得了快速原型技術(shù)的,創(chuàng)建了STL文件格式,并開發(fā)出世界上臺(tái)3D打印機(jī),隨后以這種技術(shù)為基礎(chǔ)成立了世界上家3D打印設(shè)備公司3DSystems。 金華紅蠟3D打印3D打印能縮短建筑工期,節(jié)約建筑材料和成本。
還原聚合類(光固化類)立體平板印刷(SLA)原理:使用特定波長與強(qiáng)度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由點(diǎn)到線、由線到面的順序凝固,完成一個(gè)層面的繪圖作業(yè),然后升降臺(tái)在垂直方向移動(dòng)一個(gè)層片的高度,再固化另一個(gè)層面,層層疊加構(gòu)成一個(gè)三維實(shí)體。材料:光敏樹脂。數(shù)字光處理(DLP)原理:采用紫外數(shù)字投影技術(shù),利用高分辨率的數(shù)字光處理器(DLP)投影逐層的進(jìn)行光固化。材料:光敏樹脂。LCD光固化原理:利用液晶顯示屏的原理,通過選擇性允許紫外光透過來實(shí)現(xiàn)曝光,也稱為Mask SLA技術(shù)。材料:光敏樹脂。
模型結(jié)構(gòu)合理性:3D 打印模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響打印的可行性和質(zhì)量。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)可能需要更多的支撐材料,增加打印難度和成本,并且在去除支撐時(shí)可能會(huì)損傷產(chǎn)品表面。同時(shí),不合理的結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致打印過程中出現(xiàn)應(yīng)力集中,引起產(chǎn)品變形或斷裂。壁厚和尺寸:產(chǎn)品的壁厚和尺寸也需要合理設(shè)計(jì)。壁厚過薄可能導(dǎo)致產(chǎn)品強(qiáng)度不足,容易斷裂;壁厚過厚則可能增加打印時(shí)間和材料成本,還可能引起內(nèi)部缺陷。尺寸過大的產(chǎn)品可能超出打印機(jī)的打印范圍,或者在打印過程中由于重力等因素影響而出現(xiàn)變形。切片參數(shù)設(shè)置:將 3D 模型轉(zhuǎn)換為打印機(jī)可識(shí)別的切片文件時(shí),切片參數(shù)的設(shè)置至關(guān)重要。包括層厚、打印速度、填充密度、支撐結(jié)構(gòu)等參數(shù)都會(huì)影響打印質(zhì)量。例如,層厚設(shè)置過大可能使產(chǎn)品表面臺(tái)階效應(yīng)明顯,影響外觀質(zhì)量;打印速度過快可能導(dǎo)致材料來不及粘結(jié),降低產(chǎn)品強(qiáng)度。藝術(shù)品復(fù)制,3D打印保持原作精度。
定向能量沉積(DED)原理:金屬材料在沉積的同時(shí)被強(qiáng)大的能量饋送和融合。子類型:粉末激光能量沉積、線弧增材制造(WAAM)、線電子束能量沉積、冷噴涂等。材料:金屬線材或粉末。特點(diǎn):用于逐層打印,也常用于修復(fù)或增加金屬物體的特征。7. 剝離層積原理:將非常薄的材料堆疊和層壓在一起,產(chǎn)生3D物體或堆疊,然后用機(jī)械或激光切割形成終形狀。類型:層壓對(duì)象制造(LOM)、超聲波固化(UC)等。材料:紙張、聚合物、片狀金屬等。特點(diǎn):能夠快速生產(chǎn),但精度可能較低,且浪費(fèi)較多材料。3D打印在教育領(lǐng)域用于教學(xué)模型制作,提升學(xué)習(xí)體驗(yàn)。江蘇透明3D打印設(shè)計(jì)
3D打印技術(shù),重塑制造業(yè)生產(chǎn)模式。徐州汽車零部件3D打印技術(shù)
定制化與批量生產(chǎn)融合:當(dāng)D 打印主要集中于個(gè)性化定制和小批量生產(chǎn),但隨著生產(chǎn)速度提升和材料種類豐富,定制化與批量生產(chǎn)的界限逐漸模糊。像汽車制造等大型企業(yè)已開始利用該技術(shù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化零部件,未來會(huì)有更多個(gè)性化產(chǎn)品推出,不過也需要在靈活性與生產(chǎn)效率間找到平衡。材料多樣化與環(huán)保化:除常見的塑料、金屬和陶瓷等材料,新興的環(huán)保型材料以及可生物降解材料的研究正在進(jìn)行。全球?qū)Νh(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求日益提高,低成本的回收材料將在生產(chǎn)中得到更廣泛應(yīng)用,但這些環(huán)保型材料的普及還需經(jīng)過技術(shù)驗(yàn)證與應(yīng)用適應(yīng)性評(píng)估。徐州汽車零部件3D打印技術(shù)