3D打印技術(shù)與我們的關(guān)系

　　[摘 要]3D打印思想起源于19世紀(jì)末的美國(guó)，并在20世紀(jì)80年代得以發(fā)展和推廣，3d打印已經(jīng)成為了方便人們生活的一種技術(shù)，在日常生活中，不論是小到玩具，模型，還是大到醫(yī)學(xué)，航天，這門技術(shù)都融入了我們的生活之中。3D打印機(jī)又稱三維打印機(jī)（3DP），是一種累積制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)打印一層層的粘合材料來(lái)制造三維的物體。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，3d打印技術(shù)就是一種以數(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，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。
　　[關(guān)鍵詞]3d打印；數(shù)字模型；構(gòu)造物體
　　中圖分類號(hào)：S383 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）24-0079-01
　　一、技術(shù)原理
　　日常生活中使用的普通打印機(jī)可以打印電腦設(shè)計(jì)的平面物品，而所謂的3D打印機(jī)與普通打印機(jī)工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機(jī)的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實(shí)實(shí)在在的原材料，打印機(jī)與電腦連接后，通過(guò)電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。通俗地說(shuō)，3D打印機(jī)是可以“打印”出真實(shí)的3D物體的一種設(shè)備，比如打印一個(gè)機(jī)器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機(jī)”是參照了普通打印機(jī)的技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^(guò)程與噴墨打印十分相似。這項(xiàng)打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。
　　二、打印過(guò)程
　　先通過(guò)計(jì)算機(jī)建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。
　　三、基本內(nèi)容
　　3D打�。�3DP）即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(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，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
　　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。一個(gè)STL文件使用三角面來(lái)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(guò)掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。
　　三維打印機(jī)的分辨率對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會(huì)比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過(guò)如下方法：先用當(dāng)前的三維打印機(jī)打出稍大一點(diǎn)的物體，再稍微經(jīng)過(guò)表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。
　　有些技術(shù)可以同時(shí)使用多種材料進(jìn)行打印。有些技術(shù)在打印的過(guò)程中還會(huì)用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時(shí)就需要用到一些易于除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。
　　四、限制因素
　　經(jīng)濟(jì)的限制3D打印技術(shù)需要承擔(dān)的花費(fèi)是高昂的。第一臺(tái)3D打印機(jī)的售價(jià)為1萬(wàn)5。如果想要普及到大眾，降價(jià)是必須的，但又會(huì)與成本形成沖突。每一種新技術(shù)誕生初期都會(huì)面臨著這些類似的障礙，但相信找到合理的解決方案3D打印技術(shù)的發(fā)展將會(huì)更加迅速，就如同任何渲染軟件一樣，不斷地更新才能達(dá)到最終的完善。
　　材料的限制——雖然高端工業(yè)印刷可以實(shí)現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機(jī)也還沒(méi)有達(dá)到成熟的水平，無(wú)法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。研究者們?cè)诙嗖牧洗蛴∩弦呀?jīng)取得了一定的進(jìn)展，但除非這些進(jìn)展達(dá)到成熟并有效，否則材料依然會(huì)是3D打印的一大障礙。
　　機(jī)器的限制——3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機(jī)能上已經(jīng)獲得了一定的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來(lái)，但是那些運(yùn)動(dòng)的物體和它們的清晰度就難以實(shí)現(xiàn)了。這個(gè)困難對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)也許是可以解決的，但是3D打印技術(shù)想要進(jìn)入普通家庭，每個(gè)人都能隨意打印想要的東西，那么機(jī)器的限制就必須得到解決才行。
　　五、未來(lái)前景
　　3d打印技術(shù)在海軍、艦艇、航天、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、房屋建筑、汽車行業(yè)等領(lǐng)域等起到了不可代替的作用，在海軍，艦艇，航天領(lǐng)域中，可以用此技術(shù)打印一些重要零件，加快進(jìn)程，降低成本；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，可以打印人體一些器官，用來(lái)治療疾��；在房屋建筑方面，用此技術(shù)可以打印房屋模型，能夠快速，精確地滿足當(dāng)下需求；在汽車行業(yè)，此技術(shù)更是達(dá)到了打印汽車大部分零件的需求，大大提高了制作汽車的速度。此技術(shù)在未來(lái)一定也會(huì)在這些領(lǐng)域起到至關(guān)重要的作用。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 呂鑒濤.3D打印原理技術(shù)與應(yīng)用[J].人民郵電出版社[2017-04].
　　[2] 徐麗莉.你所不知的“3D打印”[J].人民網(wǎng)[2013-11-11].
　　[3] 胡迪·利普森梅爾芭·庫(kù)曼.3D打�。簭南胂蟮浆F(xiàn)實(shí)[J].中信出版社[2013-04].
　　[4] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì).3D打�。捍蛴∥磥�(lái)[J].中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社[2013-06].
　　[5] 徐旺.3D打�。簭钠矫娴搅Ⅲw[J].清華大學(xué)出版社[2014-06].

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