3D打印機(jī),即快速成型技術(shù)的一種機(jī)器,它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料寇钉,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。
在3D打印時(shí)舶赔,軟件通過電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD)完成一系列數(shù)字切片扫倡,并將這些切片的信息傳送到3D打印機(jī)上,后者會(huì)將連續(xù)的薄型層面堆疊起來竟纳,直到一個(gè)固態(tài)物體成型撵溃。3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的原材料。
如果你喜歡的茶杯锥累、項(xiàng)鏈挡医,甚至是某某人或者你自己,能打印而不是克隆炸笋,該有多好训癌!然而,這種曾經(jīng)的離奇想法現(xiàn)在幾乎可以實(shí)現(xiàn)了地毁,那么娶匠,你還在遺憾什么,如果你喜歡它或者是他(她)唠延,好吧炭答,我們不妨照著打印一個(gè)⊥啻兀“很多人覺得吵淌,3D打印機(jī)很尖端、很發(fā)達(dá)钢墩,是最近才出現(xiàn)的高科技產(chǎn)品。”專業(yè)達(dá)人夏青為大家拆解神秘的3D打印機(jī)用押。
原理:媽媽織毛衣
3D打印機(jī)的技術(shù)30年前就由美國人開發(fā)出來肢簿,近年來開源硬件的出現(xiàn)降低了成本,也是3D打印技術(shù)最近火起來的原因蜻拨。
3D打印機(jī)的原理很簡(jiǎn)單池充,“如果大家小時(shí)候玩過沙的話,那它就是一個(gè)玩沙的過程缎讼,只不過是讓機(jī)器來玩收夸,而不是讓人來玩⊙福”夏青說卧惜,“我們的媽媽在織毛衣時(shí),就在用3D打印機(jī)的原理了夹纫,只不過她們用的材料是毛線而已咽瓷。”
3D打印機(jī)的工作原理和傳統(tǒng)打印機(jī)基本一樣舰讹,都是由控制組件茅姜、機(jī)械組件、打印頭螟衍、耗材和介質(zhì)等架構(gòu)組成的引妖,打印原理是一樣的。3D打印機(jī)主要是在打印前在電腦上設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的三維立體模型佩捎,然后再進(jìn)行打印輸出缚迟。
3D打印時(shí)采用的堆疊薄層的形式有多種多樣。常用的3D 打印機(jī)采用的是熔融沉積快速成型(Fused Deposition Modeling卸窿,F(xiàn)DM)腻酱。熔融沉積又叫熔絲沉積,它是將絲狀熱熔性材料加熱融化唐肩,通過帶有一個(gè)微細(xì)噴嘴的噴頭擠噴出來烧歹。熱熔材料融化后從噴嘴噴出,沉積在制作面板或者前一層已固化的材料上穗掘,溫度低于固化溫度后開始固化霸拦,通過材料的層層堆積形成最終成品。
在3D打印技術(shù)中称啸,F(xiàn)DM的機(jī)械結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單屏疗,設(shè)計(jì)也最容易,制造成本澜术、維護(hù)成本和材料成本也最低艺蝴,因此也是在家用的桌面級(jí)3D 打印機(jī)中使用得最多的技術(shù)猬腰。
目前,工業(yè)上的3D打印機(jī)基本都被國外壟斷猜敢。3D打印機(jī)其實(shí)最早用在航空航天業(yè)中姑荷,因?yàn)楹芏嘟Y(jié)構(gòu)件只生產(chǎn)一個(gè),又涉及到很多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)缩擂,一般的機(jī)器做不出來鼠冕。我國航空航天業(yè)很領(lǐng)先,所以這方面的3D打印技術(shù)也很領(lǐng)先胯盯,已經(jīng)應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)制造懈费。
工作步驟
先通過計(jì)算機(jī)建模軟件建模,如果你有現(xiàn)成的模型也可以博脑,比如動(dòng)物模型憎乙、人物或者微縮建筑等等。設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式趋厉。一個(gè)STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面寨闹。三角面越小其生成的表面分辨率越高。然后通過SD卡把它拷貝到3D 打印機(jī)中陶簿,或者直接用USB線連接電腦和3D打印機(jī)欣骏,進(jìn)行打印設(shè)置后,打印機(jī)就可以把它們打印出來航十。
打印過程
打印機(jī)通過讀取文件中的橫截面信息耽晦,用熱熔材料融化后將這些截面逐層地打印出來,從而制造出一個(gè)實(shí)體诊势。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于其幾乎可以造出任何形狀的物品洲棍。
打印機(jī)打出的截面的厚度(即Z軸方向)以及平面方向即X 軸-Y軸方向的分辨率是以dpi (像素每英寸)或者微米來計(jì)算的。一般的厚度為100微米荔闭,即0.1毫米助碰,也有部分打印機(jī)可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機(jī)相近的分辨率毒沥。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個(gè)微米婚乌。用傳統(tǒng)方法制造出一個(gè)模型通常需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天,根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度而定擒蝎。而用三維打印的技術(shù)則可以將時(shí)間縮短為數(shù)個(gè)小時(shí)中姜,當(dāng)然其是由打印機(jī)的性能以及模型的尺寸和復(fù)雜程度而定的。傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品跟伏,而三維打印技術(shù)則可以以更快丢胚、更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對(duì)較少的產(chǎn)品。一個(gè)桌面尺寸的三維打印機(jī)就可以滿足設(shè)計(jì)者或概念開發(fā)小組制造模型的需要受扳。
能打印我們自己?jiǎn)幔?/p>
上海九院做了一些前沿性研究携龟,他們打印出耳朵和腿骨兔跌。相信未來基因和干細(xì)胞研究能幫我們
打印自己的器官,解決排異的問題骨宠。這個(gè)可以實(shí)現(xiàn)浮定,但可能需要的時(shí)間會(huì)比較漫長(zhǎng)。
進(jìn)入家用還有多遠(yuǎn)层亿?
如果你愿意花一點(diǎn)錢,為你打一些有趣的小玩具小工具立美,相信是非衬溆郑快的。比如建蹄,GoPro一個(gè)胸前穿戴固件稿屏,買一個(gè)要1000多元,但
如果自己畫出來饿严、打印出來滋冀,材料成本為每公斤135元,這個(gè)做出來大約是20~30克缓墅,然后再加上打印機(jī)的價(jià)格凿食。
主要用來做什么?
狂熱的創(chuàng)客可以用它來做自己想做的東西挑单,茶杯馒俊、牙刷架……
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