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3D打印的發(fā)展歷史悠久，早在1981年的時候，3D打印這個新概念已經(jīng)面世，不過打印的產(chǎn)品價格不菲，人們開始嘗試用這個方式生產(chǎn)制造。但是三十年后，到了今天，3D打印才算是迎來了真正的春天。現(xiàn)在3D打印的精度、速度以及材料應(yīng)用才實現(xiàn)突破。有專家表示，預(yù)計兩年后，3D打印能為很多傳統(tǒng)制造業(yè)提供轉(zhuǎn)型加工方式，給大家提供低成本的快速加工，也能滿足大家定制化的需求。
1. 3D打印的多領(lǐng)域應(yīng)用
3D打印的應(yīng)用越來越廣泛，涵蓋教育、文化、醫(yī)療、機械、電子、航天航空、軍事等等。
2. 傳統(tǒng)制造與3D打印的異同
以鏤空設(shè)計的球為例，表面有十幾朵花，如果用傳統(tǒng)的機械加工十分麻煩，必須逐個修改花紋。而選用3D打印的話，就沒有浪費材料，所以它還有一個名字叫增材制造，意思是采用材料逐漸累加的方法，制造實體零件。
傳統(tǒng)方式是先做好胚，再弄掉多余的材料，留下來的材料就是需要的形狀。如果檢查到問題，需要再開模具修改;而3D打印是用一點一點材料堆積，你可以迅速見到成品。
3. 3D打印的技術(shù)實現(xiàn)
3D打印技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)。3D打印需要用到的其實不是實物，而是數(shù)字模型。假如你想把眼前的實物用3D打印出來，那么，你必須通電腦建模，或者用3D掃描儀，將實物數(shù)字化，即3D模型，最快十五分鐘就可以打印出東西。目前3D打印技術(shù)分為FDM、DLP/SLA、SLS
FDM 熔融堆積成型工藝
FDM 技術(shù)相比DLP和SLS技術(shù)來說比較簡單，因此受眾群體多，也比較容易走進家庭。利用熱塑性材料受到擠壓成為半熔融狀態(tài)的細絲，由沉積在層層堆棧基礎(chǔ)上的方式，從3D CAD資料直接建構(gòu)原型。FDM技術(shù)的優(yōu)勢在于機械結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計容易，制造成本、維護成本和材料成本低，對環(huán)境無污染，因此FDM也是在家用的桌面級3D打印機中使用得最多的技術(shù)。是相對傳統(tǒng)的打印方式，不用激光，成本較低，不過精度不高，打印速度非常慢。這是大家最容易接觸到的方式，一般用在教育市場。
SLS立激光燒結(jié)成型工藝
SLS 是用相對高科技的粉末，在激光照射高溫條件下粉末融化。在工作臺上鋪上一層薄粉，激光束在該層截面上掃描，使溫度升至融化點，從而實現(xiàn)燒結(jié)粘合，不斷重復(fù)鋪粉、燒結(jié)，并打磨、烘干處理，直至模型成型。其實3D打印就是一遍又一遍的2D打印，如果你把一個物體切得很薄，你會發(fā)現(xiàn)每一片都是一個形狀，如果把所有形狀合在一起，得到了一個三維結(jié)構(gòu)物體。所以我們用激光的方式畫出圖形。SLS成型件對環(huán)境(溫度、濕度和化學(xué)腐蝕)的抵抗能力類似于熱塑性材料;而SLA 成型件的抵抗能力則比較差，例如，用環(huán)氧基樹脂成型的SLA工件易被濕氣和化學(xué)品侵蝕，在38℃以上的環(huán)境中會軟化而翹曲變形，但成型精度較高。
SLA立體光固化成型工藝
SLA是一種光固化的技術(shù)，目前在中國相對比較發(fā)達。“立體光固化成型”，是激光束在液態(tài)樹脂表面勾畫出物體的第一層形狀，然后制作平臺下降一定的距離(0.05-0.025mm之間)，再讓固化層浸入液態(tài)樹脂中，如此反復(fù)。使用的樹脂是光敏樹脂，激光束照射后會形成固態(tài)，成型模型速度快，精度高。
DLP立體光固化成型工藝
DLP數(shù)字光處理，被稱為激光成型技術(shù)。DLP 3D打印技術(shù)同SLA3D打印成型技術(shù)有諸多相似之處。如果把生產(chǎn)比喻成用鉛筆畫一個圓，那 SLA 的技術(shù)相當(dāng)于一層一層地描繪，而 DLP 相當(dāng)于直接蓋印章。我們所追求的量產(chǎn)化有兩點是非常重要的，一是效率，二是材料成本。有一種3D打印機可以做到比傳統(tǒng)制造快百倍的打印速度，即連面技術(shù)，目前深圳一家光棱科技已經(jīng)研發(fā)出。一個鏤空的球用傳統(tǒng)FDM 3D打印打印要2-5個小時，最快也要1一個小時，而用最新連面技術(shù)打印只需要10分鐘左右，打印速度令人驚嘆，這款3D打印一旦面市，對傳統(tǒng)工藝的沖擊還是很大的。
4. 3D打印對制造業(yè)和傳統(tǒng)工藝的影響
3D打印能釋放無窮想象力，將很多以往的虛擬構(gòu)想變成現(xiàn)實，包括如下：
1)定制化
以牙科為例，每個人的牙齒是不一樣的，但3D打印能解決定制化生產(chǎn)與批量生產(chǎn)之間的矛盾，批量生產(chǎn)定制化的種植牙、牙套等等。
2)實時
因為3D打印的速度快，設(shè)計師上午設(shè)計一版產(chǎn)品，中午就能讓領(lǐng)導(dǎo)看到成品，下午六點再設(shè)計一版，第二天早晨又能看到成品，極大地加速了新產(chǎn)品的開發(fā)速度。如果不是特別復(fù)雜，3D打印3小時可以出成品，而傳統(tǒng)打樣每次都要4-6周的時間，所以也提升了工業(yè)設(shè)計的整體速度。
3)無污染
由于生產(chǎn)的原材料都是環(huán)保的，所以整個生產(chǎn)流程也就是無污染生產(chǎn)。既無廢氣廢水污染，也沒有邊角料浪費。
4)數(shù)據(jù)化
當(dāng)數(shù)字化牙科發(fā)展成熟后，對醫(yī)生的技術(shù)要求就大大降低。病人在醫(yī)院里只需要用儀器掃描兩分鐘，就能知道牙齒所有問題的原因以及解決方案。
3D技術(shù)讓醫(yī)生們得到更直觀的訓(xùn)練參考
另外，3D打印還能做牙齒矯形，打印個性化定制的透明牙套。究竟整形的時候，牙齒的移動方向是往左還是往前?移動多少毫米?以往的牙科手術(shù)單純依靠醫(yī)生的個人經(jīng)驗，而數(shù)字化牙科增加了手術(shù)的穩(wěn)定性，并降低了醫(yī)生的技術(shù)門檻。
5)快速
與傳統(tǒng)工業(yè)工藝相比，3D打印不需要人力、運輸?shù)惹捌跍?zhǔn)備，僅需要機器和原料，就能快速投入生產(chǎn)。
6)自動化
可以說虛擬想象與實物之間只差了一臺3D打印機。3D打印的一鍵生產(chǎn)省去了很多人力成本和人為失誤。
不管3D打印是顛覆制造業(yè)還是取代傳統(tǒng)工藝，總之,3D打印對我們的影響非常大，也讓更多的人變得更有意義，我們期待未來3D打印變得越來越好。
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