3D打印机的应用及未来趋势

阅读 1219 发布时间:2016-12-12 10:22

1、3D打印机的应用

 3D打印机的工作原理与传统打印技术类似,但是在外接设备中,使用电脑软件通过设计3D模型,完成数字分析,其原理类似医学上的显微镜下观察组织切片这一实验,设计模型就是所需要的切片样本,通过将设计好的模型以极其微小的薄层一层层的堆叠,直到打印出的产品与与模型相同,最后经过固体成型。我们都知道,传统的印刷技术是将墨水通过喷墨技术涂抹在纸张上,这也是印刷的名字的由来,而3D打印的最大区别就是使用的材料不是墨水,而是实实在在的特殊材料,当然,由于目前技术的限制,材料不可能任意选择,而是特定的某些类型,但也是巨大突破。在这里,主要介绍3D打印技术在医学、道路交通、航空航天的应用。

1.1 医学

 目前的医学技术已经可以支持人造器官的正常运作,但人造器官的造价高,寿命低,且容易发生感染,而3D打印技术的出现,很好的解决了这个问题,以钛合金为原材料,通过1∶1比例的真实器官还原,可以最大限度的模拟出人体本身器官的形状和功能,当然,模型的设计是非常复杂的,需要大量精密计算以及讨论具体操作的可实施性才能最终实现器官的替代;众所周知,3D打印可以在分子层面”还原“物质,而胶囊类或者说固体颗粒类的药物就是由分子构成的,所以可以用此技术打印药物,通过这一方式,可以大量生产还在临床试验阶段的药物,不但节约资源,而且可以保留药物的相关资料,根据临床反应来调整分子结构, 此种方法不但可以缩短研制周期,还可以节约人力物力。

1.2 道路交通

 3D打印技术在国外应用于道路交通已经在实践中证明是切实可行的,利用3D打印技术直接打印高速公路,只需在辅助设计软件中设计好公路模型,添加原材料,此类打印机虽于大型机械,但工作原理相同;另外,在道路维护中,使用3D打印技术更加方便快捷;现有的建筑技术都必须现场施工,此种办法费时费力,而且受地形、天气等外在因素影响,如果用3D打印技术,可以实现异地施工,例如桥梁,路基等等,产品成型之后运输到现场直接拼装,可以说通过这种方式操作更加简单,大大提高了安全性、操作性、灵活性。

1.3 航空航天

 在航天领域,3D打印技术得以发挥更大的作用,众所周知,飞行器的零部件是极其精密的,理论上不能有任何的误差,而在流水线式的生产过程中,难免出现不满足要求的情况,而使用3D打印技术可以最大限度避免这一情况,原材料在喷头内溶解, 通过3D模型建立的专用软件将模型建立、传输到打印机的接收设备中,然后喷头按照预定的轨迹运行,进行堆叠,铺盖,最后形成符合要求的部件,通过大型的3D印

机的配合使用,可以实现模块化生产,即节约资源,又高效。

2、3D打印技术的未来趋势

 目前,我国的印刷行业还是依靠传统打印,3D打印技术还未形成规模,更别说产业链,但将来3D打印取代传统印刷是毫无疑问的,并且3D打印的应用广泛,上述应用领域只是其中具有代表性的几个方面,在其他行业,例如艺术品的设计,楼房的沙盘设计,制造业的零部件生产,等等,3D打印渗透到各行各业可以说是大势所趋,它与我们的生产生活紧密相关,不可分割,甚至可以实现全民化,使得使用3D打印的技术的人群数量不断增多,而随着对使用的不断深入,也可以涌现出新型的技术应用其中,形成反补,不断提高整个行业的水准,最终形成完善的产业链。但目前的3D打印技术还存在着诸多问题,3D打印的材料选择性不强,只有某些特定的材料可以做到高温溶解、还原,模型的伸缩性、延展性等等一系列性质的表现受到一定的影响,而且受材料的局限性,计算机计算速度的限制,打印某些复杂精密的模型时,需要渲染很长时间,在现有的技术下,不断地研究合适的新材料,对打印技术革新,总之不断提高用户体验感受,技术人员可以通过这两种思路来对3D打印技术进行开发、研究。

3、总结

 3D打印技术的问世填补了印刷业的空白,也对传统印刷形成震动,3D打印技术凭借其操作性强,方便实用,节约资源等等优势而占据不可撼动的地位,真正实现跨行业、多学科的交叉渗透,可以想象,未来的生活中,3D打印遍布生活的各个角落,但在当下,提高用户的体验感受,最大化的改进现有的技术屏障,这都是需要技术人员解决的问题。




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