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科普:3D打印技术和发展前景介绍

发布日期:2017-07-27     作者: 玛雅小编     浏览数:2137    分享到:

正在进行的由西安教育电视台主办,西安玛雅动画学校和长安169原创内容服务空间承办的“未来已到,2017数字科技体验日”自25日开放以来,受到了很多参观者尤其是中学生朋友的欢迎,尤其是其中的3D打印技术展示和体验更是受到同学们的热捧,除了高科技的炫酷吸引同学们外,关于3D打印还有哪些是我们不知道的呢?

听专家讲3D打印技术

听行业专家讲解3D打印技术

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印机

3D打印技术出现后就常常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。通过3D打印机的使用,仅需几个小时或一夜时间即可将样品打印出来,而不必花费数周时间、多个工序等工厂制作样品。理论上,只要在计算机上设计出3D模型,就可以应用该技术在无需刀 具、模具及复杂工艺条件下快速地将设计变为实物,并通过实物验证设计的合理性,使产品实现功能的最优化设计。


应用:对于制造业来说,研发比产能更重要。据美国科技界统计,通过3D打印,产品研发周期和费用只有过去的一半,大大缩短了产品的更新周期,提高了企业的竞争力。最重要的是,3D打印能帮 助企业以前所未有的速度制造出更加优良的产品。

个性化制造:3D打印在特殊造型物品、个性化制造方面极具优势,适合于珠宝、人体器官、文化创意产品、玩具等个性化定制生产、小批量生产以及产品定型之前的验证性制造,可大大降低个性化、定制 生产和创新设计的加工成本。由于3D打印技术带来的便利,甚至使得越来越多的跑车生产商日益频繁地推出小批量、个性化的超级跑车。

产品功能的最优化设计:3D打印机的优势在于,仅需几个小时或一夜时间即可将样品打印出来,而不必花费数周时间、多个工序等工厂制作样品。理论上,只要在计算机上设计出3D模型,就可以应用该技术在无需刀 具、模具及复杂工艺条件下快速地将设计变为实物,并通过实物验证设计的合理性,使产品实现功能的最优化设计。

传统技术做不了的复杂结构件:3D打印机其实最早用在航空航天新品的研发,适用于在制造难加工的贵重金属材料用传统制造方法与工艺浪费大、甚至根本做不出来的复杂结构件。因此我国航空航天业很领先,所以这方面 的3D打印技术也很领先,已经应用于战斗机制造。3D打印已成为传统制造业的重要补充。

高性能成形修复与组合制造:3D打印技术对零部件的高性能成形修复与组合制造也独树一帜。航空航天零件结构复杂、成本高昂,一旦出现瑕疵或缺损,只能整体更换,可能造成数十万、上百万元损失。而通过3D打印技 术,可以用同一材料将缺损部位修补成完整形状,修复后的性能不受影响,大大节约了时间和金钱。

科技创新实践教育:3D打印技术以其独特的魅力风靡全球,深受各界人士的喜爱。为让学生了解前沿科学技术,体验科技魅力,培养探索、创新和实践能力。将更好地服务于对学生能力与素质的培养,对于改变 传统的教学模式,创新教法、学法具有重要的推动作用。


三维打印的设计过程是:先通过计算机建模软件建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,即切片,从而指导打印机逐层打印。

同学们现场学习3D建模,并用3D打印机打印出自己亲手创作的作品

为了让同学们充分体验3D设计和打印的奥妙,主办方将会继续在体验过程中安排小课堂,邀请西安玛雅动画学校的专业老师讲解相关知识,并有老师现场带领使用专业三维设计软件进行建模设计,让同学们亲自体验从设计、建模到打印实物的全过程。

当前,风靡全球的3D打印已在航空航天、汽车、医疗、教育、建筑、工艺品、智能机器人、珠宝、服饰、食品、玩具等领域被广泛应用,并正以年均32.3%的增长率迎来爆发式增长。据Wohlers报告显示,到2018年全球3D打印市场规模将达162亿美元。在数字化、互联网与3D打印之下,以“众创、众包、众需”为特征的“网络智能制造”将成为中国制造业的未来。权威专家表示:“3D打印爆发式发展的最大问题是人才!”韩国规划到2020年1/4人口掌握3D打印,目前,我国3D应用人才缺口约为800万人,行业高端人才全球争抢。

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