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《【精品】杜召瑞 先進制造技術論文 正文.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、革傳統(tǒng)制造業(yè)之命一3D打印杜召瑞摘要：3D打印機就是可以“打印”出真實3D物體的一種設備，功能上與激光成型技術一?樣,采用分層加工、迭加成形，即通過逐層增加材料來生成3D實體，與傳統(tǒng)的去除材料加工技術完全不同。本文分析了當前世界3D打印的由來和歷史，并闡述了當下三維快速成型技術的特點及發(fā)展。關鍵詞：快速成型；優(yōu)勢；現(xiàn)狀；歷史及趨勢Therevolutionoftraditionalmanufactureindustry—3DPrintingDuzhaoruiAbstract：The3Dprintercannprintn
2、areal3Dobject,thefunctionandlasermoldingtechnology,formingthehierarchicalprocessing,superposition,byaddingmaterialtogeneratethe3Dphysicallayerbylayer,andtheremovalofmaterialprocessingtechnologyiscompletelydifferent.Thispaperanalyzesthecurrentworld3Dprinttheorigi
3、nandhistory,andexpoundsthecharacteristicsanddevelopmentofthe3Drapidprototypingtechnology.Keywords：rapidprototyping;advantages;status;historyandtrend前言：三維打印(3Dprinting),即快速成技術的一?種，它是一?種數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或燃料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。過去其常在模具制造、工業(yè)設計等領域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些
4、產晶的直接制造。特別是一些高價值應用(比如噬關節(jié)或牙齒，或一些飛機零部件)已經有使用這種技術打印而成的零部件，意味著“三維打印”這項技術的普及。三維打印通常是采用數(shù)字技術材料打印機來實現(xiàn)。這種打印機的產量以及銷量在二十一?世紀以來就已經得到了極大的增長，其價格也正逐年下降。該技術珠栄，鞋類，工業(yè)設計，建筑，工程和施工(AEC),汽車，航空航天，牙科和醫(yī)療產業(yè)，教育，地理信息系統(tǒng)，土木工程，槍支以及其他領域都有所應用。13D打印技術的歷史早期的三維打印的例子于20世紀80年代出現(xiàn)，但是當時的三維打印機體積龐大，價格昂貴,
5、所能制造的產殆非常有限。?在1980年代,熱溶解積壓成形（FusedDepositionModeling,FDM）技術由S.ScottCrump開發(fā)成功，并在1990年代商業(yè)化。?在1980年代屮期,SLS被在美國德州大學奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開發(fā)出來并獲得專利,項目由DARPA贊助的o1979年，類似過程由RFHousholder得到專利，但沒有被商業(yè)化。?在1987年，ChuckHull發(fā)明的Stereolithography（立體光刻工藝）被授了了專利。?1995年在麻省理工學院創(chuàng)造了“三維打印”術語
6、，當時的畢業(yè)生JimBredt和TimAnderson修改了噴墨打印機方案，變?yōu)榘鸭s束溶劑擠圧到粉末床，而不是把墨水擠壓在紙張上的方案。該專利隨之而來的是現(xiàn)代的三維打印企業(yè)Z公司（Bredt和Anderson創(chuàng)立）和ExOne公司2術語由于物站通過材料一層層的累積被打印出來，該技術也被稱為累積制造（Additivemeinufsctuning）。3—般原理3.1三維設計三維打印的設計過程是：先通過計算機輔助設計（CAD）或計算機動畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，從而指導打印機逐層打印。設計軟件和
7、打印機之間協(xié)作的標準文件格式是STL文件格式。一個STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過掃描產生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經常被用作全彩打印的輸入文件。［1z圖1-1三維模型的分區(qū)3.2打印過程打印機通過讀取文件屮的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。這種技術的特點在于其兒乎可以造岀任何形狀的物殆。打印機打出的截而的厚度（即Z方向）以及平而方向即X-Y方向的分辨率是
8、以dpi（像素每英寸）或者微米來計算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機如ObjetConnex系列還有三維Systems'Projet系列可以打印出16微米薄的一?層。而平血方向則可以打印出跟激光打印機相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。用傳統(tǒng)方法制造出一個模型通常需要數(shù)小吋到數(shù)
