“无所不能”3D打印机综合解读

PChome | 编辑: 何毅 2013-03-08 06:30:00原创

3D打印机的神奇之处在于无论你想要什么,只要用3D软件做出来,输入3D打印机就可以变成实体,3D打印机“或将成为无所不能”的产品。

2010年3月,一位名为恩里科·迪尼(EnricoDini)的发明家设计出了一种神奇的3D打印机,从人们日常生活中的各种生活用品,再到美国康奈尔大学研究成功的3D打印人耳及人体组织干细胞,甚至可以“打印”出一幢完整的建筑!无论你想要什么,只要用3D软件做出来,输入3D打印机就可以变成实体,3D打印机“或将成为无所不能”的产品。本文带您解读3D打印机带给我们的神奇。

何为3D打印技术

传统打印机打印出的是图纸,3D打印机打印出的正是各种实物模型。3D打印技术发明于上世纪80年代,但它并不是高科技实验室的产物,而是来自一位父亲的家用工作室。目前全球最大3D打印设备商是美国的Stratasys,其创始人斯科特·克伦普在1988年为他女儿做一个玩具青蛙,学过机械工程、做过焊接工作的克伦普决定把聚乙烯、烛蜡混合物装进喷胶枪,一层一层堆叠做出青蛙形状,Stratasys3D打印技术FDM(熔融沉积成型)正是由此发展而来。

3D打印特点

3D打印技术对于生产者来说,可大幅降低生产成本,提高原材料和能源的使用效率,减少对环境的影响,它还使消费者能根据自己的需求量身定制产品3D打印机既不需要用纸,也不需要用墨,而是通过电子制图、远程数据传输、激光扫描、材料熔化等一系列技术,使特定金属粉或者记忆材料熔化,并按照电子模型图的指示一层层重新叠加起来,最终把电子模型图变成实物。其优点是大大节省工业样品制作时间,且可以“打印”造型复杂的产品。因此许多专家认为,这种技术代表制造业发展新趋势。

3D打印原理

3D打印是添加剂制造技术的一种形式,在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。3D打印机相对于其他的添加剂制造技术而言,具有速度快,价格便宜,高易用性等优点。

3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备,功能上与激光成型技术一样,采用分层加工、迭加成形,即通过逐层增加材料来生成3D实体,与传统的去除材料加工技术完全不同。称之为“打印机”是参照了其技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。随着这项技术的不断进步,我们已经能够生产出与原型的外观、感觉和功能极为接近的3D模型。说的简单一点,3D打印是断层扫描的逆过程,断层扫描是把某个东西“切“成无数叠加的片,3D打印就是一片一片的打印,然后叠加到一起,成为一个立体物体。使用3D打印机就像打印一封信: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。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打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。

3D打印机应用

3D打印机的应用对象可以是任何行业,只要这些行业需要模型和原型。以色列的Objet公司认为,3D打印机需求量较大的行业包括政府、航天和国防、医疗设备、高科技、教育业以及制造业。

3D打印机价格

任何一款新设备要推广普及,必须拥有一个亲民的价格,这也正是3D打印机难以走入家庭的重要原因。最早的Stratasys3D打印机每台售价高达13万美元,别说家庭用户,就连企业用户也对这个售价高昂的新家伙无人问津,Stratasys在成立三年后才卖出自己的第一台3D打印机。

经过20多年的发展,如今3D打印机早已不是当初的价格,虽然一些用于工业设计、精密程度非常高的3D打印机价格仍然不菲,但作为普通设计公司乃至家庭用户使用的桌面式3D打印机,国外品牌售价基本在2万-5万元不等,而国产3D打印机售价已经来到万元以下。

3D打印机未来有望热销

Stratasys中国区总经理汪祥艮介绍,3D打印机主要有四个方面的应用:一是概念模型,艺术家搞概念的东西,形状、外体什么样;第二就是结构和外观的测试或者是实验;第三个是一些功能性的测试;第四是直接制造。

过去的十几年里,3D打印技术的主要使用者是设计师、工程师和科学家,3D打印机可以帮助他们制造一次性的各种产品或模型。比如建筑设计师就可以把设计图上的原稿通过3D打印机做出建筑模型,而科学家甚至可以直接通过3D打印机来制作高科技产品。

近年来,3D打印机被更多的企业接受。“苹果、宝马、中石化、海尔等这些企业都是我们的客户,3D打印技术已经成为他们产品研发过程中不可缺少的工具。”汪祥艮说。Stratasys成立以来卖出了2万台3D打印机,其中大部分是最近三到五年里卖出去的,因此他们预计未来几年的销量完全有可能突破万台。

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