3D打印技术和应用.pdf

3D打印 知识园地 DOI: 10.3969/j .issn.1000–6826.2013.06.003 3D打印：技术和应用 3D Printing ：Technology and Application 1 2 1 供稿|余冬梅, 方奥, 张建斌 / YU Dong-mei, FANG Ao, ZHANG Jian-bin 内容导读 3D打印将变革制造所有产品的方式 被誉为 第三次工业革命 3D打印实质为增材制 ， “ ”。 造(material additive manufacturing)技术 即逐层叠加的方法直接制造零件原型 本文对快速成型 ， 。 (Rapid Prototyping, RP)技术的发展及应用做了概述 采用典型实例介绍了3D打印在航空航天 ， 、 体育 医疗和教育方面的应用 3D打印具有实现近净成型 易加工小型零件和复杂零件 可制 、 。 ， ， 造个性化 定制产品等优点 目前 设备价格及打印材料是制约3D打印市场化的主要因素 未 、 ， ， 。 来3D打印可能成为我们必备的家用电器之一。 从想象到现实的3D 打印，使我们更是畅想未 “3D 打印技术可能将变革制造所有产品的方 来。在DIY(Do It Yourself ，自己设计或自己动手做) 式，”奥巴马说，他希望3D 打印技术能成为重振 盛行的时代，我们只为自己代言，成为自己生活的 美国制造业的一条途径[2] 。3D打印的热潮正席卷全 设计师。想象一下，我们所使用的智能手机外壳、 球，受到媒体和资本市场的热捧。目前，人类已利 鼠标、衣服扣、运动鞋带、钥匙链、水杯、勺子、 用3D打印技术成功研制出多种产品，很多制造商已 笔筒……甚至生日蛋糕都是自己设计创造，打印自 在采用3D打印技术来制造零件原型，更有消息称国 我设计的生活或许更有情趣。 外公司利用3D打印机生产飞机零部件，这都使3D打 印赚足了人们的眼球。 3D 打印概述 快速成型技术(R api d P rot oty pi n g, R P) 3D打印(3 Dimensional Printing ，3维打印)的学名 是增材制造(material additive manufacturing) ，是指将 快速成型技术(Rapid Prototyping, RP) 的加工过 材料一次性熔聚成型的快速制造技术，它以数字模 程，实质上就是在Z轴方向的层面叠加过程。快速成 型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材 型加工从三维实体模型入手，经过适当地处理(三角 料，通过逐层打印并叠加不同形状的连续层方式来 形化、切片、光滑、网格划分等) ，最终得到每一层 [1] 构造三维的任何物体 。3D打印实质上就是快速成 面的加工数据。因此获得产品的三维实体模型是RP 型技术(Rapid Prototyping ，RP)之一。本文介绍了5种 技术中的关键问题之一。而反求工程技术又提供了 主要的快速成型技术，着重概述了3D打印的特点及 由实物直接获得三维CAD模型的途径，反求工程包 其工业和商业应用。 括形状反求、材料反求和工艺反求等，目前形状反