本篇文章給大家談談3d打印建筑的基本原理,以及3d打印建筑的基本原理是什么對應的知識點,希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔,本文目錄一覽:,1、,3D打印的技術原理是什么?,2、,3D打印技術原理是什么?,3、,3D打印建筑房屋的原理和一般的打印機一樣嗎?,4、,3D打印機的工作原理是什么?
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3D打印的技術原理是什么?
3D打印技術過程原理:3D打印機在設計文件指令的引導下,先噴出固體粉末或熔融的液態材料,使其固化為一體特殊的平面薄層。第一層固化后,3D打印機打印頭返回,在第一層外部形成另一薄層。第二層固化后,打印頭再次返回,并在第二層外部形成另一薄層。如此往復,最終薄層累積成為三維物體。與傳統制造機器那樣通過切割或模具塑造制造物品的方法不同,3D打印機通過層層堆積形成實體物品的方法從物理的角度擴大了數字概念的范圍。對于要求具有精確對內部凹陷或互鎖部分的形狀設計,3D打印機是首選的加工設備,它可以將這樣的設計在實體世界中實現。由于打印精度高,打印出的模型品質自然不錯。除了可以表現出外形曲線上的設計,結構以及運動部件也不在話下。3D打印帶來了世界性制造業革命,以前是部件設計完全依賴于生產工藝能否實現,而3D打印機的出現,將會顛覆這一生產思路,這使得企業在生產部件的時候不再考慮生產工藝問題,任何復雜形狀的設計均可以通過3D打印機來實現。3D打印無需機械加工或模具,就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的物體, 從而極大地所縮短了產品的生產周期,提高了生產率。盡管仍有待完善,但3D打印技術市場潛力巨大,勢必成為未來制造業的眾多突破技術之一。
3D打印技術原理是什么?
****上的解釋:“這是快速成形技術的一種,它運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過一層又一層的多層打印方式,來構造零物件。模具制造、工業設計常將此技術用于建造模型,現在正向產品制造的方向發展,形成“直接數字化制造”。在一些高價值應用中(比如髖關節或牙齒,或一些飛機零部件)也已經有打印而成的零部件出現?!?/p>
簡單來說,3D打印,就是在普通的二維打印的基礎上再加一維。打印機先像普通打印一樣在一個平面上將塑料、金屬等粉末狀材料打印出一層,然后在將這些可黏合的打印層一層一層的粘起來。通過每一層不同的“圖形”的累積,最后就形成了一個三維物體。就像蓋房子一樣,磚塊是一層一層的,但累積起來后,就成一個立體的房子了。
3d打印技術是什么。確切的說,3d打印是一種以金屬或者塑料等粘合劑作為打印材料,以數字模型為基礎進行逐層打印的一種技術。通過電腦與3d打印機連接起來便可以將繪制的圖紙打印出模型的一種手段。如今這一技術在多個領域得到應用,人們用它來制造服裝、建筑模型、汽車、巧克力甜品等。
3d打印技術的優點
3d打印與傳統的通過模具生產有很大的不同,3d打印最大的優點是無需機械加工或任何模具,就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件,從而極大地縮短產品的研制周期,提高生產率和降低生產成本。同時,3d打印還能夠打印出一些傳統生產技術無法制造出的外型,同時,3d打印技術還能夠簡化整個生產流程,具有快速有效的特點。
3d打印技術的運用領域
目前,3d打印主要運用于傳統制造業、醫療行業、文物保護行業、建筑設計行業和配件飾品行業,而且在這些行業中已經運用的比較廣泛,在醫療行業中,3d打印還可以為器官移植患者量身打造所需器官,當然,打印人體器官需要特殊的高分子材料,才能做到不對人體排異!
3d打印技術過程原理
每一層的打印過程分為兩步,首先在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水,膠水液滴本身很小,且不易擴散。然后是噴灑一層均勻的粉末,粉末遇到膠水會迅速固化黏結,而沒有膠水的區域仍保持松散狀態。這樣在一層膠水一層粉末的交替下,實體模型將會被“打印”成型,打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型,而剩余粉末還可循環利用。
打印耗材由傳統的墨水、紙張轉變為膠水、粉末,當然膠水和粉末都是經過處理的特殊材料,不僅對固化反應速度有要求,對于模型強度以及“打印”分辨率都有直接影響。3D打印技術能夠實現600dpi分辨率,每層厚度只有0.01毫米,即使模型表面有文字或圖片也能夠清晰打印。受到噴打印原理的限制,打印速度勢必不會很快,較先進的產品可以實現每小時25毫米高度的垂直速率,相比早期產品有10倍提升,而且可以利用有色膠水實現彩色打印,色彩深度高達24位。
由于打印精度高,打印出的模型品質自然不錯。除了可以表現出外形曲線上的設計,結構以及運動部件也不在話下。如果用來打印機械裝配圖,齒輪、軸承、拉桿等都可以正?;顒?,而腔體、溝槽等形態特征位置準確,甚至可以滿足裝配要求,打印出的實體還可通過打磨、鉆孔、電鍍等方式進一步加工。同時粉末材料不限于砂型材料,還有彈性伸縮、高性能復合、熔模鑄造等其它材料可供選擇。
第一次接觸
一種利用太陽能將沙子融化并打印出固體物品的機器Solar Sinter。這種機器“打印”出來的作品看似粗糙,但實際上它已經是一個很超前的玩意了——它使用的材料是沙子,能量則是太陽能。換句話說,使用這種機器,你甚至可以在沙漠中輕松造出一座城。
但實際上,3D打印的概念在上個世紀 80 年代就出現了。1995 年 MIT 創造了了“3D打印”這個名詞,隨后3D打印便開始在實驗室萌芽。然后慢慢的,3D 技術開始運用在醫療模型、建筑模型等行業,被應用在更廣泛的領域。
3D 打印機普及,走向現實
3D技術開始越來越靠近人們的生活,3D打印機也越來越平民化。原來的 3D打印機非常龐大,基本上都只存在于大醫院、研究機構以及相關企業中。購買這樣的機器不僅要花幾十幾百萬,而且打印材料也價格不菲。
但現在,3D打印機可以做到和普通的噴墨打印機一樣大小。很多創業公司都提供各種各樣的打印機,比如 MakerBot 提供的 彩色3D打印機、香港 Makible 2000塊錢的3D打印機、維也納工業大學能打出 沙粒大小賽車模型的超高速打印機等等。
另外,3D打印設計軟件也越來越多,有 iPhone 上設計 3D 物品的 Sculpteo、iPad 上 3D 設計軟件 123D Design、通過 Kinect 掃描 3D 模型到打印機的 Kinect-To-Print、將 3D 圖紙模擬成 3D 模型的增強現實軟件 Augment等。
除了 3D打印機和軟件,還有一些提供 3D服務的創業公司,比如 “全民武器計劃”、MakieLab、 GrabCAD、 Shapeways、 Formlabs、 Stratasys等。
神奇的 3D打印作品
到今天,人們已經用 3D 打印技術打印出了很多東西。除了下面會提到的一些復雜的 3D 幾何模型,業內已經用 3D 打印機打印了心臟瓣膜、下顎骨、 電路板、汽車、 房子、 自動步槍,甚至還有鞋子、內衣或生肉。
3D打印暢想
由于 3D打印成品的可塑性非常強,從二維到三維,3D 打印可以精確到 600dpi,每層 0.01 毫米的厚度。所以幾乎任何復雜的結構都可以輕松打印出來,例如克萊因瓶、莫比烏斯網、門格爾海綿等。這就給人們帶來了 極大的想象力,很多人都在暢想 3D 打印會給各個行業帶來哪些革命性的改變。
YC創始人 Paul Graham 說:“ 硬件復興的時代已經到來?!被ヂ摼W女王 Mary Meeker 在其《 2012互聯網趨勢報告》中也聲稱:“3D 打印機的出現,讓個性化定制成為可能,生產制作將面臨變革?!倍霸岢觥堕L尾理論》的 Chris Anderson也從《連線》辭職,轉向關注 3D 打印技術給世界帶來的長尾效應。
所以說,3D 打印未來已觸手可及。如果你真的喜歡的話,現在就可以嘗試購買一臺 3D 打印機,開啟自己的創造之旅吧。
3D打印普及障礙
3D打印目前普及的障礙在于材料和成本。材料來說,現有的材料種類遠不夠豐富,也不接近民用材料,換句話說,很多材料即使能3D打印,但也不夠環保,達不到民用標準。絕大多數的3D打印機只能打印1種或性質接近的幾種材料。出現混合材料或多種材料的打印機也是未來的趨勢。
成本是普及的最大障礙,正如電腦在幾十年前的階段。目前高精度的3D打印機都是比較大型且昂貴,技術專利基本掌握在國外巨頭公司手中,民用的小型機使用的是十幾年前的開源技術,精度達不到使用需求。國產的3D打印機往往是噱頭大于實際,無論從穩定性還是產品質量遠遠落后國外,所以國外公司的技術壟斷無疑也使打印機設備及耗材價格居高不下。通過對國外機器的拆解我們會發現,其實整機成本并不高,主要部件如激光器等則價格高昂,而且目前也無法實現國產化。原材料的配方也是另外一個壟斷的因素,國產材料始終無法達到與進口材料一樣的質量.舉例來講SLS技術使用的粉末,即使是日本產的替代粉也不及原裝的質量好。
相信未來3D打印會像以前的2D打印一樣,成本和價格會隨著國產化和技術成熟而逐步降低,然后逐漸普及。
就人才技能而言,我們以MIT團隊研制的Form 1舉例,他們的團隊中,材料專家起了很大的作用,幫助開發了他們低成本的光敏樹脂,比同類材料價格低了1半以上。
其次就是圖形技術人才,3D打印非常需要內容作為支撐,如何開發簡單易用的建模軟件非常重要。正如iphone需要App store。 所以未來無論是OPEN GL WebGL開發人才還是3D掃描,3D建模技術人才都將幫助3D打印技術的進一步發展普及。
3D打印建筑房屋的原理和一般的打印機一樣嗎?
3D打印建筑房屋3d打印建筑的基本原理的原理與一般3d打印建筑的基本原理的打印機類似3d打印建筑的基本原理,同樣需要根據電腦設計的圖紙和方案進行打印。不同的是3d打印建筑的基本原理,華商陸海的3D打印建筑房屋技術在原材料均采用鋼筋混凝土,沒有任何添加劑,沒有原料的浪費,工業垃圾少,很大程度上降低了工程總造價,節約了織模建模成本。
3D打印機的工作原理是什么?
3D打印機其運作原理和傳統打印機工作原理基本相同,也是用噴頭一點點“磨”出來的。只不過3D打印它的噴的不是墨水,而是液體或粉末等“打印材料”,利用光固化和紙層疊等技術的快速成型裝置。通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。
3D打印機(3D Printers)簡稱(3DP)是一位名為恩里科·迪尼(Enrico Dini)的發明家設計的一種神奇的打印機,不僅可以“打印”一幢完整的建筑,甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品的形狀。但是3D打印出來的是物體的模型,不能打印出物體的功能。
2016年2月3日訊, ?中國科學院福建物質結構研究所3D打印工程技術研發中心林文雄課題組在國內首次突破了可連續打印的三維物體快速成型關鍵技術,并開發出了一款超級快速的連續打印的數字投影(DLP) 3D打印機。該3D打印機的速度達到了創記錄的600 mm/s,可以在短短6分鐘內,從樹脂槽中“拉”出一個高度為60 mm的三維物體,而同樣物體采用傳統的立體光固化成型工藝(SLA)來打印則需要約10個小時,速度提高了足足有100倍!3D打印實現太空工業化。
3D打印原理是什么
3D打印原理是什么
3D打印即快速成型技術的一種,又稱增材制造,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。下面我為大家帶來3D打印原理是什么,希望大家喜歡!
1. 技術原理
3D打印技術與激光成型技術基本上是一樣的。簡單來說,就是通過采用分層加工、迭加成形,逐層增加材料來生成3D實體。稱它為“打印機”的原因是參照了其技術原理,3D打印機的分層加工過程與噴墨打印機十分相似。首先是運用計算機設計出所需零件的三維模型,然后再根據工藝需求,按照一定規律將該模型離散為一系列有序的單位,通常在Z向將其按照一定的厚度進行離散,把原來的三維CAD模型變成一系列的層片;然后再根據每個層片的輪廓信息,輸入加工參數,然后系統后自動生成數控代碼;最后由成型一系列層片并自動將它們連接起來,最后得到一個三維物理實體。
2. 優點
一、最直接的好處就是節省材料,不用剔除邊角料,提高材料利用率,通過摒棄生產線而降低了成本;
二、能做到很高的精度和復雜程度,除了可以表現出外形曲線上的設計;
三、不再需要傳統的刀具、夾具和機床或任何模具,就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件;
四、它可以自動、快速、直接和精確地將計算機中的設計轉化為模型,甚至直接制造零件或模具,從而有效的縮短產品研發周期;
五、3D打印能在數小時內成形.它讓設計人員和開發人員實現了從平面圖到實體的飛躍;
六、它能打印出組裝好的產品,因此它大大降低了組裝成本。它甚至可以挑戰大規模生產方式。
3. 缺點
任何一個產品都應該具有功能性,而如今由于受材料等因素限制,通過3D打印制造出來的產品在實用性上要打一個問號。
①強度問題:房子、車子固然能“打印”出來,但是否能抵擋得住風雨,是否能在路上順利跑起來,仍是一個必須面對的問題;
②精度問題:由于分層制造存在“臺階效應”,每個層次雖然很薄,但在一定微觀尺度下,仍會形成具有一定厚度的一級級“臺階”,如果需要制造的對象表面是圓弧形,那么就會造成精度上的偏差;
③材料的局限性:目前供3D打印機使用的材料非常有限,無外乎石膏、無機粉料、光敏樹脂、塑料等,能夠應用于3D打印的材料還非常單一,以塑料為主,并且打印機對單一材料也非常挑剔。
4.3D打印技術在高分子材料中的應用
1. 高分子原材料的種類
作為3D打印的重要環節,材料方面也是起到舉足輕重的作用的,目前常用的3D打印高分子材料有聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯和ABS等。在光固化立體印刷中的齊聚物的種類繁多,其中應用較多的主要包括如聚氨酯丙烯酸樹脂、環氧丙烯酸樹脂、聚丙烯酸樹脂以及氨基丙烯酸樹脂。
2. 常見應用工藝
目前應用較多的3D打印高分子材料技術主要包括光固化立體印刷(SLA)、熔融沉積成型( FDM)、選擇性激光燒結(SLS)等。
5.光固化立體印刷
光固化3D打印(SLA)工作原理與噴墨打印類似,在數字信號的控制下,噴嘴工作腔內的液體光敏樹脂在瞬間形成液滴,在壓力作用下噴嘴噴出到指定的位置,然后通過紫外光對光敏樹脂固化,固化后逐層堆積,得到成形零件。成形過程如下:首先根據零件截面的形狀,控制打印噴頭沿X、Y軸運動,在既定截面的相關實體區域打印實體材料,在支撐區域打印支撐材料,并在紫外光的照射下進行固化,然后打印平臺沿Z軸下降一定高度,噴頭接著打印固化下一層,如此逐層打印固化直至工件的完成,最后除去工件中的支撐材料即可獲得所需的工件。
光固化3D打印材料由光固化實體材料與支撐材料組成,其中支撐材料根據其固化方式不同又可分為相變蠟支撐材料和光固化支撐材料。光固化支撐材料通常俗稱光敏樹脂,主要由齊聚物、反應性稀釋劑(活性單體)、光引發劑以及其它助劑組成。國外由于起步較早,并且3D打印機能夠為光敏樹脂的研究提供實驗器材的支持,因而國外在3D打印光敏樹脂做的較為成熟。目前國外做的最好的就是以色列OBJET公司以及美國的3DSystems公司,這兩個公司占據了絕大部分3D打印光敏樹脂的市場。但是這些公司把光敏樹脂作為核心技術,成果很少對外公布,并且將這些光敏樹脂與其生產的光固化3D打印機捆綁銷售。
6. 光固化3D打印原理圖
光固化立體印刷制備生物可降解支架材料的高分子原料包括光敏分子修飾的聚富馬酸二羥丙酯(PPF)聚(D,L-丙交酯)(PLA)聚( -己內酯)(PCL)、聚碳酸酯、以及蛋白質多糖等天然高分子. 為了降低液態樹脂原料的黏度,還需要加入小分子的溶劑或稀釋劑,常用的如可參與光聚合反應的富馬酸二乙酯(DEF)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP),以及不參與聚合反應的乳酸乙酯,該技術獲得的3D成型材料具有可調控的孔尺寸孔隙率貫通性和孔分布。
7.熔融沉積成型
熔融沉積成型( FDM) 是采用熱熔噴頭,使得熔融狀態的材料按計算機控制的路徑擠出沉積,并凝固成型,經過逐層沉積凝固,最后除去支撐材料,得到所需的`三維產品(圖2 )。FDM技所使用的原料通常為熱縮性高分子,包括ABS、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯等.該技特點是成型產品精度高表面質量好成型機結構簡單無環境污染等,但是其缺點是操作溫度較高。
近年來,利用FDM技術制備生物醫用高分子材料也受到越來越多的重視,尤其是以脂肪族聚酯為原料制備生物可降解支架材料,取得了相當多的進展。材料的性質受到壓力梯度熔體流速溫度梯度等影響,聚酯與無機粒子的復合物也能用于熔融沉積成型制備3D支架材料。
8.選擇性激光燒結
選擇性激光燒結(SLS)是采用激光束按照計算機指定路徑掃描,使工作臺上的粉末原料熔融粘結固化。當一層掃描完畢,移動工作臺,使固化層表面鋪上新的粉末原料,經過逐層掃描粘結,獲得三維材料。與SLA技術通過紫外光逐層引發液態樹脂原料發生聚合或交聯反應不同,SLS技是通過激光產生高溫使粉末原料表面熔融相互粘結來形成三維材料。SLS技術常用的原料包塑料陶瓷金屬粉末等。其優點是加工速度快,無需使用支撐材料,但缺點是成型產品表面較糙,需后處理,加工過程中會產生粉塵和有毒氣體,而且持續高溫可能造成高分子材料的降解,及生物活性分子的變形或細胞的凋亡,該技術不能用于制備水凝膠支架。以生物可降解高分子為原料,利用SLS技術,也是制備外部形態和內部結構可控3D醫用高分子材料的有效途徑。對支架性能產生影響的主要參數包括顆粒尺寸激光能量激光掃描速率部分床層溫度等。
9.3D打印技術高分子材料的應用行業介紹
(1)機械制造:3D打印技術制造飛機零件、自行車、步槍、賽車零件等。
(2)醫療行業:在醫學領域,借助3D打印制作假牙,股骨頭、膝蓋等骨關節技術應用也非常廣,技術越來越成熟。
(3)建筑行業:工程師和設計師們已經接受了用3D打印機打印的建筑模型,這種方法快速、成本低、環保,同時制作精美,完全合乎設計者的要求。同時又能節省大量材料。
(4)汽車制造行業:用3D打印技術為汽車公司制造自動變速箱的殼體。汽車公司會對變速箱進行各種極端狀況下的測試,其中一些零件就是用3D打印方法做的。定型了以后,再開模具,然后按照傳統制造方法批量生產.這樣成本就會大大降低。
3D打印技術代表制造業發展新趨勢,它和其他一些數字化生產模式的涌現將推動實現第三次工業革命??梢猿浞謶酶叻肿硬牧系某尚图夹g中,制備復雜的一體化高分子材料器件,高分子醫用行業將成為3D打印技術帶來發展機遇,同時高分子材料將為3D打印技術提供輕質、高強、耐腐蝕的特點。
10.限制因素
10.1.材料的限制
3D打印胚胎干細胞雖然高端工業印刷可以實現塑料、某些金屬或者陶瓷打印, 但無法實現打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外,打印機也還沒有達到成熟的水平,無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。
研究者們在多材料打印上已經取得了一定的進展,但除非這些進展達到成熟并有效,否則材料依然會是3D打印的一大障礙。
10.2.機器的限制
3D打印技術在重建物體的幾何形狀和機能上已經獲得了一定的水平,幾乎任何靜態的形狀都可以被打印出來,但是那些運動的物體和它們的清晰度就難以實現了。這個困難對于制造商來說也許是可以解決的,但是3D打印技術想要進入普通家庭,每個人都能隨意打印想要的東西,那么機器的限制就必須得到解決才行。
10.3.知識產權的憂慮
在過去的幾十年里,音樂、電影和電視產業中對知識產權的關注變得越來越多。3D打印技術也會涉及到這一問題,因為現實中的很多東西都會得到更 加廣泛的傳播。人們可以隨意復制任何東西,并且數量不限。如何制定3D打印的法律法規用來保護知識產權,也是我們面臨的問題之一,否則就會出現泛濫的現象。
10.4.道德的挑戰
3D打印槍械[14]道德是底線。什么樣的東西會違反道德規律是很難界定的,如果有人打印出生物器官和活體組織,在不久的將來會遇到極大的道德挑戰。
10.5.花費的承擔
3D打印技術需要承擔的花費是高昂的。第一臺3D打印機的售價為1萬5。如果想要普及到大眾,降價是必須的,但又會與成本形成沖突。
每一種新技術誕生初期都會面臨著這些類似的障礙,但相信找到合理的解決方案3D打印技術的發展將會更加迅速,就如同任何渲染軟件一樣,不斷地更新才能達到最終的完善。
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關于3d打印建筑的基本原理和3d打印建筑的基本原理是什么的介紹到此就結束了,不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ?如果你還想了解更多這方面的信息,記得收藏關注本站。
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