三维打印机
概述
3D打印机(3D Printers)是一位名为恩里科·迪尼(Enrico Dini)的发明家设计的一种神奇的打印机,它不仅可以“打印”出一幢完整的建筑,甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品。
背景
三维打印已经成为一种潮流,并开始广泛应用在设计领域,尤其是工业设计,数码产品开模等,可以在数小时内完成一个模具的打印,节约了很多产品到市场的开发时间。
三维打印机可以用各种原料打印三维模型,使用3D 辅助设计软件,工程师设计出一个模型或原型之后,无论设计的是一所房子还是人工心脏瓣膜,之后通过相关公司生产的三维打印机进行打印,打印的原料可以是有机或者无机的的材料,例如橡胶、塑料、甚至是人体器官,不同的打印机厂商所提供的打印材质不同。
发明伊始
三维打印机不仅使立体物品的造价降低,且激发了人们的想象力。未来三维打印机的应用将会更加广泛。
据报道,美国科学家近日发明了一种可打印出三维效果的打印机,并已将其成功 可打印出塑料制成的固体制品推向市场。普通打印机能打印一些报告等平面纸张资料。而这种最新发明的打印机打印出的都是塑料制成的固体制品,它不仅使立体物品的造价降低,且激发了人们的想象力。未来三维打印机的应用将会更加广泛。
在此之前,三维打印机数量很少,大多集中在“科学怪人”和电子产品爱好者手中。他们主要用来打印像珠宝、玩具、工具、厨房用品之类的东西。甚至有汽车专家打印出了汽车零部件,然后根据塑料模型去订制真正市面上买不到的零部件。
现在人们可以在一些电子产品商店购买到这类打印机,工厂也在进行直接销售。不过物以稀为贵,一套三维打印机的价格从一般的750美元到上等质量的27000美元不等。
科学家们表示,目前三维打印机的使用范围还很有限,不过在未来的某一天人们一定可以通过三维打印机打印出更实用的物品。
原理
三维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。三维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。
三维打印机就是可以“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,三维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,三维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。
使用三维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。而在三维打印时,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三维打印机上,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。三维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。
设计
三维打印机和打印物(19张)迪尼(Enrico Dini )的发明家设计出了一种神奇的3D打印机,它甚至可以“打印”出一幢完整的建筑。
据恩里科·迪尼介绍,这种打印机的原料主要是沙子。当打印机开始工作时,它的上千个喷嘴中会同时喷出沙子和一种镁基胶。这种特制的胶水会将沙子粘成像岩石一样坚固的固体,并形成特定的形状,然后只需要按照预先设定的形状一层层喷上这种材料,最终就可以“打印”一个完整的雕塑或者教堂建筑。
特点
恩里科·迪尼表示,这种打印机比常规建筑方法要快四倍,而且所使用的原料也只有原来的三分之一到二分之一,更重要的是几乎不会产生任何废弃物。
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[5]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。
主要代表品牌
3D Systems Objet Dimension RapMan Solido MicroJet Makerbot Stratasys
3D Systems Z Corporation Objet Stratasys Studiomill Concept Makerbot