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什么是3D打印技术?作者:Triple3D打印 链接:https://www.zhihu.com/question/25394038/answer/38333029 来源:知乎 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。 这是一篇非专业人士为其他非专业人士介绍3D打印的指南型文章,旨在以超级少的时间,帮助你纵横全览3D打印技术与应用,历史和发展等各个方面。 你大概多多少少都了解一些3D打印的东西,本文希望能脱下3D打印“炫酷”的外衣,让你知道3D打印大概路有多长,离我们的生活大概有多近。如果你已是大牛,不妨分享此文让更多的人了解这项技术,也热烈欢迎来跟triple交流反馈。(北京3D打印) 当然,本文作为“入门”,所有内容只能点到为止,Triple3D平台将会为你带来各个方面更为细致入微的分享。 好了,废话不多说,进入正题。(北京3D打印) 什么是3D打印? 3D电影看太多了(喂!),3D打印也常在媒体上看到。那么3D打印到底是啥? 这时候需要大家热爱的定义君出场了。关于3D打印的公(维)认(基)定(百)义(科)为: “3D打印(3D printing),又称增材制造(Additive Manufacturing,AM),属于快速成形技术(Rapid prototyping)的一种。它是一种以数字模型文件(digitaldata files)为基础的直接制造技术,几乎可以制造任意形状三维实体(3-dimensionalobject)。3D打印运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层堆叠累积的方式来构造物体,即‘积层制造’。” 好了,定义大概就是这样。没太懂的部分不要着急,文章才开始呢! 具体怎么打印?(北京3D打印) 3D打印的基础技术“积层制造”,即将打印所需材料粉末按照模型文件所设计的形状一层一层往上扑,是从无到有的“加法”。这跟许多传统制造的塑模、切割等做“减法”的程序正好相反。 开始打印一个东西,首先需要这东西的模型文件。这可以通过使用建模软件完成设计,工业级的有3D CAD等,普通用户或设计师可以使用更简单上手的软件,例如免费的Autodesk、Tinkercad、3DTin,收费的3D Studio Max、Autocad、Photoshop CC(yes就是那个最强化妆品PS)等等等。另一种形成模型文件的方法是扫描。3D扫描仪可以将已存在的对象(也不知道为什么,通常大家都喜欢打印自己)扫描生成模型文件,再由打印机打印出来一个mini me来。是的,生活大爆炸里Howard和Rajesh就曾经干过这事情。(北京3D打印) 有了文件,打印机就可以根据你选择的材料进行打印了。3D打印虽然“几乎可以”打印任何三维物品,但就技术来说,最大的限制还是材料和打印技术的对应:不同的材料需要不同的技术以不同的方式打印,目前还没有一个one-fit-all一劳永逸的方式。 迄今为止运用最广泛的三大技术原理极其应用的材料:(北京3D打印) 1. 立体平板印刷(Stereolithography, SLA):液态树脂材料 光固化技术,主要使用光敏树脂为材料,通过紫外光或者其他光源通过多镜片反射,将温度传递给液态树脂,进而凝固成型,逐层固化,最终得到完整的产品。 2. 选择性激光烧结(Selective laser sintering, SLS):普通多聚体粉末、金属粉末(铝粉、钢粉、镁粉等) 先铺一层粉末,然后使用喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域,让材料粉末粘接,形成零件截面,然后不断重复铺粉、喷涂、粘接的过程,层层叠加,获得最终打印出来的零件。 3. 熔融沉积成型技术(Fused deposition modeling, FDM):ABS 和PLA(二者都是混合塑料) 它是将丝状热熔性材料加热融化,通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料融化后从喷嘴喷出,沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上,温度低于固化温度后开始固化,通过材料的层层堆积形成最终成品。(北京3D打印) 3D打印如何应用? 技术的话题终于说得差不多了,嘴都说干了。喝口水,接下来终于进入最让人心跳加速的部分了:3D打印的应用! 非常有必要先说说材料。3D打印所使用的材料的不断扩展是此技术发展的巨大空间所在。现金最为普及的材料是塑料(尼龙,ABS,PLA),因此这部分的在非工业级领域的应用也是非常常见的。金属,特别是铝、钛和钴的衍生产品在建筑领域的具有突破性的应用。近几年,金和银也加入了3D打印大家族,在首饰设计上大展身手。另外较为新的材料有陶瓷、纸制品、生物材料和食品等。 虽然3D打印目前能使用的材料看上去不多,但是,Stratasys公司提供的材料融合功能,允许将现有材料按需有机融合,形成“新”的材料,据统计最多能有140种融合过的新材料以这种方式投入应用!Amazing! 3D打印具体的应用已参与或渗透进入以下6大领域。介于内容实在太多,讲一个晚上都讲不完,所以这里只是简单说明,给大家先勾勒一幅整体的地图。想要更具体地了解,一定要看今天推送的另一篇文章哦。 1. 时尚设计(北京3D打印) 3D打印最突出的优势就是定制和个性化,因此在珠宝和服装设计上发展很快。3D打印比起手工制作效率高,成本低,超精细,通过3D打印,设计师们可以将各种千奇百怪的设计从脑海里的幻想通过简单的步骤变成现实,只有想不到没有做不到。在居家和纯艺术(石膏像之类的)方面也发展很快。 例如,下面这条3D打印的裙子,据说舒适度、贴身性极佳。 当然,这领域也是咱Triple3D目标要一脚跨入的。我们将在最后一节介绍。 2. 医学 这是3D打印应用最早、最强有力、最冲击性的领域。3D打印义肢,3D打印器官,3D打印牙齿,等等。无论是临床还是科研,3D打印在医学领域的应用估计也是媒体曝光率最高,大家最喜闻乐见的。 下图为E-nabling The Future,是专为儿童打印义手的非营利机构。 3. 建筑(北京3D打印) 如果你听说过中国的WinSun盈创公司一天内打印出10栋小屋的新闻,大概就能明白3D打印对建筑业的冲击是怎么一种感受了。 4. 汽车制造 3D打印汽车各种零件部件,再经过组装,据说汽车生产线将大大缩短。 5. 航天航空 3D打印很有可能在不久的未来解决宇航员食物和日用品问题,太空作业中需要的工具、修复用零部件等等,可以极大降低成本提高效率。 6. 食品 现在最火的大概是巧克力、蛋糕和意大利面,甚至Pizza的打印。不久的过去大家会问“能吃吗”,现在大家常问的问题变成了“好吃吗”。到底好不好吃,吃货快去看另一篇推文,这里要超字数啦! 3D打印的发展真的那么牛哔——?(北京3D打印) 3D打印虽是这两年才被公众广泛认识,但其实Rapid Prototyping,即3D打印技术早在80年代就被提出了。 是的,80年代,那时电脑还是巨无霸,互联网才刚诞生,大哥大逼格最高,节操还是人民的好朋友(误)。三十多年后,电脑手机互联网都成了生活必备,有wifi比有饭吃重要,(也和节操说了再见安好)。到这两三年,似乎终于轮到了3D打印。 3D打印发展极其迅猛,一方面是因为各大打印机制造商在技术和材料上不断突破,争先恐后。另一方面,3D打印的部分技术的开发是开源的,open sourcing让所有人都能资源共享,只要有本事,谁都能参与制造开发。(北京3D打印) 来自IDTechEx的数据表明,未来3D打印在消费型市场的发展速度会得到井喷,3D打印在日常生活以及食品领域都会崭露头角,应用之广可想而知→广告时间:3D打印应用请详见今日另一篇推文。 但是,到底能不能达到“颠覆世界”的地步呢?细查3D打印的局限,目前限制着该技术高速发展的主要瓶颈还是材料问题。金属虽然可以通过SLS,Sand等方式进行打印,但这仅仅存在于工业领域,且成本价格和操作技术也都是工业级的。换言之,对于咱普通消费者来讲,金属打印走进寻常百姓家的日子仍然可能也许真的还是比较遥远。 但从工业角度来看,3D打印拥有着颠覆许多传统制造业的巨大能力和无限潜力。说近一点,3D打印大大提高产品模具制造的效率,在制鞋领域备受青睐,你脚上穿的Nike,最初设计时所使用的模具很大可能就是3D打印出来的。说远一点,以后你买的大奔要是不小心撞坏了一个后视镜,修理厂直接3D打印一个装上,又快又便宜。从硬件上来看,桌面3D打印机越来越便宜,一两台爱疯6的价格就能抱一台回家。3D打印真的离我们的生活很近很近,并且越来越近。(北京3D打印) 总之,3D打印发展迅猛是事实,2015年也被各路行家预期能看到更多突破性进展。3D打印的局限其实也是自身发展的空间。说个可能不恰当但很好想象出画面的比喻:3D打印就像刚刚学会走路的婴儿,站起来了,视野也不同了,不久后也许还能跑能跳了,但往前一看,还有很长的路要走;不能飞,就要一步步走好走踏实。 Triple3D要做什么? 让全世界的3D设计师的作品们近在你咫尺,这就是Triple3D致力的事情。 3D打印不是只活在新闻报道里,只现于各种高大上展会的技术。随着桌面3D打印机的快速发展,3D打印店、体验店在许多大城市也随处可见。可是3D设计建模并不是懂点儿设计的人就能快速使用的。有打印机,没有好的设计,怎么办?Thingiverse这类提供给业余爱好者们免费分享建模设计的平台已有不少,但其产品的质量、种类、艺术价值仍然难以保证。 你想打印却找不到设计,而世界各地优秀的设计师们却找不到卖设计的好地方。所以问题来了。Triple3D就在构建一个平台,能沟通全世界优秀的设计师、巨大潜力的消费者和众多有时有点儿闲的打印机们。 同时,不仅要将欧洲设计师的作品带给国内的广大受众,Triple 3D更希望能够为国内优秀的3D建模设计师创造一个平台,将精美的设计展现在欧洲消费者面前。平台上的论坛和博客能为中欧异地设计师提供了相互交流、讨论和学习的地方。也许在不久的未来,3D打印设计师跨国商业合作不再是遥不可及的梦想。(北京3D打印) 我们相信,3D打印将开启Designed in China和3D-Printed in China的时代。在这里,我们关注既是参与。 |