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3D打印机原理,3D打印机多少钱一台

2016-07-04 来源:独家整理 作者:aomicom 移动版
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3D打印机问世,会将物价变得更加便宜吗?每天早上我们一睁眼,似乎就在开始消费。教育、吃饭、走路、交通……都是生活中的必要开销,但是物价却也是居高不下。近段时间“3D打印机”成为了一个十分火热的话题。我们也经常看到新闻说:它已经打印出了房子。但是你是不是也非常疑惑?它到底如何打印的?打印出的房子能住吗?有多大呢?如果真的什么都能打印,以后房子会不会很便宜呢?可以说是一系列的疑问?

3D打印机

3D打印机原理

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3D打印机原理在于它是以一种数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。近些年来有一个新的词逐渐进入人们的视野,那就是“3D打印机”,其实这个词也挺好理解的,就是打印三维立体物件的机器,听起来像是只存在于科幻片里的东西,但是它其实已经存在很久了,3D打印机原理是什么呢?

它能打印出这么多东西,汽车、步枪甚至有设计师准备有那个3D打印机造房子,看起来真是很不思议,今天就让我们一起来探究下3D打印机原理。由于在3D打印机原理中把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加,因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件,极大地提高了生产效率和制造柔性。3D打印机原理看着很简单,现在虽然有一些产品能直接打印出来,但要打印出精密产品还有很长的路要走。

3D打印机多少钱一台

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根据前瞻产业院提供的《2016-2021年中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》显示,预计在2020年全球3D打印市场规模将达到15000亿美元,3D打印机成为了3D打印产业里面的一个重要分支。国内在3D打印某些方面已经领先全球,并且从“国家领导人”到“普通民众”对3D打印技术给予了高度的关注和极大的热情。

然而国内很多人对3D打印设备的价格还比较模糊,对一些网站的报价也心存疑虑,网上“3D打印机价格”搜索量一直居高不下。为此我们特别整理出了部分3D打印设备比较官方的售价表,虽然部分设备价格有些许变动,但总体来说价格浮动应该不会太大。

3D打印实验是美国太空总署未来重点研究项目之一,3D打印零部件和工具将增强太空任务的可靠性和安全性,同时由于不必从地球运输,可降低太空任务成本。 3D打印机的操作流程 三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。

3D打印机是什么

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3D打印机(3D Printers)是一位名为恩里科·迪尼(Enrico Dini)的发明家设计的一种神奇的打印机,它不仅可以“打印”出一幢完整的建筑,甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品。什么是3D打印机,3D打印机(3DPrinters)简称(3DP) 2016年2月3日讯,中国科学院福建物质结构研究所3D打印工程技术研发中心林文雄课题组在国内首次突破了可连续打印的三维物体快速成型关键技术,并开发出了一款超级快速的连续打印的数字投影(DLP)3D打印机。

早期的三维打印的例子发生在20世纪80年代,虽然那时的三维打印机是大型的,昂贵的,所能制造的产品可能非常有限。在1980年代,热溶解积压成形(Fused Deposition Modeling,FDM)技术由S. Scott Crump开发成功,并在1990年代商业化。

在1980年代中期,SLS被在美国德州大学奥斯汀分校的卡尔Deckard博士开发出来并获得专利,项目由DARPA赞助的。1979年,美国科学家RFHousholder获得类似“快速成型”技术的专利,但没有被商业化。在1987年,Chuck Hull发明的Stereolithography(立体光刻工艺)被授予了专利。

1995 年在麻省理工学院创造了“三维打印”术语,当时的毕业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机方案,变为把约束溶剂挤压到粉末床,而不是把墨水挤压在纸张上的方案。该专利随之而来的是现代的三维打印企业Z公司 (Bredt和Anderson创立)和ExOne公司。

该3D打印机的速度达到了创记录的600mm/h,可以在短短6分钟内,从树脂槽中“拉”出一个高度为60mm的三维物体,而同样物体采用传统的立体光固化成型工艺(SLA)来打印则需要约10个小时,速度提高了足足有100倍! 3D打印发展简史 3D打印思想起源于19世纪末的美国,并在20世纪80年代得以发展和推广。3D打印是科技融合体模型中最新的高“维度”的体现之一,中国物联网校企联盟把它称作“上上个世纪的思想,上个世纪的技术,这个世纪的市场”。

3D打印机工作方式

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三维打印的设计过程是:先通过计算机辅助设计(CAD)或计算机动画建模软件建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,从而指导打印机逐层打印。设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器,其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。

3D打印技术有很多种,现在主流技术有两种:一种是堆叠法,一种是烧结。原理基本上都是多层分片打印,堆叠和烧结只是成型技术的区别。堆叠只能成型塑料之类的材质,而烧结可以利用激光的高温对粉末金属进行处理加工出金属材质的东西出来。

技术原理是无论何种成型法,都是采取原料加层方法形成3D物体,每次打印一层材料只有0.1mm-0.2mm厚,与2维打印机相比,3D打印机多了一维,即Z轴,通过X-Y-Z轴的运动,将原料逐层堆积而成。不论堆叠法或烧结法,都会将设计品分为若干薄层,每次用原材料生成一个薄层,再通过逐层叠加获得3D实体。这一点它与喷墨打印机工作方法十分类似,3D打印机是一层一层地印,而喷墨打印机是一条直线一条直线地喷,通过若干直线的叠加形成图像。

它通过对电脑中三维软件的识别,进行STL(三角网格格式)转换,再结合切层软件确定摆放方位和切层路径,并进行切层工作和相关支撑材料的构造。最后使用喷头将固态的线型成型材料加热成半熔融状态之后挤出来,和支撑材料自下而上,一次一层的构铸成最终实体。简单的说,可以理解为软件把物体分成若干个横截面,而三维打印机将这些横截面一次一层的沉淀、堆积,最终形成我们所需的实体。

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20世纪80年代中期,SLS被在美国得克萨斯州大学奥斯汀分校的卡尔Deckard博士开发出来并获得专利,项目由DARPA赞助的。 到20世纪80年代后期,美国科学家发明了一种可打印出三维效果的打印机,并已将其成功推向市场,3D打印技术发展成熟并被广泛应用。普通打印机能打印一些报告等平面纸张资料。而这种最新发明的打印机,它不仅使立体物品的造价降低,且激发了人们的想象力。未来3D打印机的应用将会更加广泛。

1995年,麻省理工创造了“三维打印”一词,当时的毕业生JimBredt和TimAnderson修改了喷墨打印机方案,变为把约束溶剂挤压到粉末床的解决方案,而不是把墨水挤压在纸张上的方案。2003年以来三维打印机的销售逐渐扩大,价格也开始下降。 3D打印机的主要特点 3D打印带来了世界性制造业革命,以前是部件设计完全依赖于生产工艺能否实现,而3D打印机的出现,将会颠覆这一生产思路,这使得企业在生产部件的时候不再考虑生产工艺问题,任何复杂形状的设计均可以通过3D打印机来实现。

3D打印无需机械加工或模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体,从而极大地缩短了产品的生产周期,提高了生产率。尽管仍有待完善,但3D打印技术市场潜力巨大,势必成为未来制造业的众多突破技术之一。3D打印使得人们可以在一些电子产品商店购买到这类打印机,工厂也在进行直接销售。原文地址:http://www.yi2.net/article/201607/13262.html

科学家们表示,三维打印机的使用范围还很有限,不过在未来的某一天人们一定可以通过3D打印机打印出更实用的物品。 3D打印技术对美国太空总署的太空探索任务来说至关重要,国际空间站现有的三成以上的备用部件都可由这台3D打印机制造。这台设备将使用聚合物和其他材料,利用挤压增量制造技术逐层制造物品。

3D打印机的运用与发展

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自查克·霍尔在1984年制造出了世界上第一台3D打印机以来,有关3D打印机的话题已经从概念走向了现实,而这一技术也开始对人们日常生活的方方面面产生了影响。随着3D技术的发展和普及,3D打印给人们的生活带来了无限可能。

美国著名艳星蒂塔·万提斯此前就曾试穿了全球第一件3D打印礼服。设想一下这样的场景:网购一双鞋子,但不需要等快递而是直接轻松点击“打印”键便可。

随着科技的发展,在当前社会中,很多全新的资源及技术都得到了越来越广泛的应用。其中,3D打印技术是一项较为新兴的快速成型技术。3D打印技术也叫做增材制造技术,具有较高的先进性。因此,在社会各个领域中,3D打印机的运用和发展,都取得了十分良好的效果,极大的提高了各个领域中的工作效率,对社会经济的发展水平也有着重要的促进作用。

3D打印机使用

 

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3D打印机的流程:

1.轻点电脑屏幕上的“打印”按钮,一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上,它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。

2.而在3D打印时,软件通过电脑辅助设计技术(CAD)完成一系列数字切片,并将这些切片的信息传送到3D打印机上,后者会将连续的薄型层面堆叠起来,直到一个固态物体成型。

3D打印技术具体能做什么:

1.3D打印技术迅速实现概念建模 3D打印技术能迅速将设计创意转变为实物,尤其擅长复杂结构的制作,便于设计师与客户和企业团队有效沟通,有助早期设计验证,并降低错误成本。

2.3D打印技术快速完成原型测试 产品更新换代、新产品研发都需要反复的验证、设计完善,利用3D打印技术及3D打印材料特性,可以在研发阶段快速制造产品原型或零部件原型,进行零件匹配度、功能性测试,这大大缩短了新产品的研发周期,加快新产品上市的时间,助您抢占最新商机。

3.3D打印技术可以实现小批量、定制化产品的直接数字制造(DDM) 直接数字制造(DDM)是根据3DCAD数据进行分层并3D打印,直接制造最终产品的制作流程,包括制造产品原型、生产工具或最终零部件等。这种“智能制造”的方式能显著缩短交付时间和生产成本,并具有小批量生产优势,帮助企业快速响应客户需求及市场变化。

4.打印技术运用广泛 3D打印技术可用于珠宝,鞋类,工业设计,建筑,工程和施工(AEC),汽车,航空航天,牙科和医疗产业,教育,地理信息系统,土木工程,和许多其他领域。常常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型或者用于一些产品的直接制造,意味着这项技术正在普及。

3D打印案例

1、3D打印机实际上是增材制造机

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我们已经听说过许多关于3D打印机如何神奇的故事,但是它实际上并不是真正的打印机。它是“增材制造机”,有点像《星际迷航》中的复制机,通过特制的喷嘴逐层喷洒材料,从而形成复杂的三维物体。

2、3D打印机加工食物

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NASA研发能为宇航员制造“营养可口”食品的3D打印机,这些是原料,你不能直接吩咐它,“来杯伯爵红茶,要热的”。但是现在人们已经在尝试用3D打印机来加工几种食材,包括扇贝、曲奇饼和墨西哥玉米煎饼。

3、空间站3D打印机打印备用零件

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太空制造公司研究人员为国际空间站设计第一条3D打印机,3D打印机在模拟失重飞行中进行测试,NASA给国际空间站配置了一台3D打印机,这样在空间站工作的人就可以自己打印备用零件了——1970年,当阿波罗13号发生氧气罐爆炸事件后,航天员就像《百战天龙》中的马盖先一样,用胶带、硬纸板和塑料袋组装了一个二氧化碳过滤器。

4、3D打印技术医疗最大受益者

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3D打印机制造的钛合金骨骼,北医三院的骨科医生研究运用3D打印技术治病救人,患者用上了3D打印机制造的钛合金骨骼,不光是比伯的粉丝可以使用3D打印技术,英国拉夫堡大学的工程师也用3D打印技术复制了查理三世的骨骼。

5、3D打印技术治病救人

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3D打印的口腔骨骼,比打印正副骨架更令人激动的是打印单块的骨头。3D打印在医疗中的应用包括制作下颚骨和臀部。

6、3D打印机制造汽车

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Urbee 2 拥有3D打印的外壳,是一款高效、轻质、价廉而再生产方便的汽车,这款加拿大Kor Ecologic公司开发的混合动力车在高速公路上的燃油效率能达到每加仑汽油200英里。这款汽车的内部和外部零件都是用3D打印机制造的。

7、3D打印机制造房子

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用3D打印机打一幢房子需220年,先是汽车,然后是房子。麻省理工大学的研究者开发了一种仿造骨头的材料——外部比内部密度大,非常坚固。接下来可能就是用这种材料建筑房屋了。

8、3D打印机打印芯片与电路

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3D打印机纳米级F1赛车,维也纳理工学院使用世界上最快的3D打印机仅4分钟便打印出一个纳米级F1赛车。

3D打印机变身

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基于研究不同种类3D打印耗材性能的差异,采用自制开源3D打印机的方法,通过利用不同种类耗材打印三维模型的实验,了解了不同3D打印耗材的性能和特点,特别是PLA(聚乳酸)和ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)两大3D打印耗材的特点,分析不同结构3D打印机和耗材的特点和性能优劣,更为清晰地了解3D打印机的工作原理,掌握其性能,便于操作和应用。

台湾科技研究团队近日研发了一种3D打印机,其最大的特点就是可用智能手机或平板屏幕上的可见光来一层层固化树脂。这款基于手机的打印设备可在露天打印物体,只需把它放在阴暗角落里即可。一个外层镀上独特树脂的大桶被放在智能手机上方,这使得手机发出的光让位于大桶上方打印平台上的物质变硬。随着每一层逐渐变硬,这个平台逐渐上升直到打印结束。

3D打印机视频:

结语:3D打印技术是近几年以来兴起的具有巨大发展潜力的一项科研技术。在形形色色的3D打印机市场,各种各样的打印机的出现,也是预示着3D打印这项技术的潮流已经到来。本文主要是结合现有的3D打印机的结构提出了一些在结构上的创新,并对这方面进行了阐述。3D打印思想起源于19世纪末的美国,并在20世纪80年代得以发展和推广发展至今,3D打印机的种类也有很多。

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标签: 打印机 原理
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