收藏查看我的收藏0有用+1已投票03D打印編輯鎖定討論3D打印（3DP）即快速成型技術(shù)的一種，又稱增材制造[1]，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，通過逐層打印的方式來構(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、支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。[2]2019年1月14日，美國加州大學(xué)圣迭戈分校利用快速3D打印技術(shù)，制造出模仿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架，成功幫助大鼠恢復(fù)了運(yùn)動(dòng)功能。[3]中文名三維打印，增材制造[4]外文名3Dprinting（3DP）誕生時(shí)間1986年發(fā)明人查克·赫爾（ChuckHull）目錄1歷史發(fā)展2原理技術(shù)3打印過程?三維設(shè)計(jì)?切片處理?完成打印4限制因素5社會(huì)評(píng)價(jià)6應(yīng)用領(lǐng)域?國際空間?海軍艦艇?航天科技?醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?房屋建筑?汽車行業(yè)?電子行業(yè)?私人定制內(nèi)衣?海底鋪路7發(fā)展方向8政策9重要事件3D打印歷史發(fā)展編輯3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期。熱粘壓部件將會(huì)一層一層地把成型區(qū)域的薄膜粘合在一起。廣東西游人物砂型3D打印批發(fā)

    3D打印手的設(shè)計(jì)圖也將可以在互聯(lián)網(wǎng)上自由下載。[10]2018年12月10日，俄羅斯宇航員利用國際空間站上的3D生物打印機(jī)，設(shè)法在零重力下打印出了實(shí)驗(yàn)鼠的甲狀腺。[11]以色列特拉維夫大學(xué)拍攝的3D心臟2019年1月14日，美國加州大學(xué)圣迭戈分校在《自然·醫(yī)學(xué)》雜志發(fā)表論文，利用快速3D打印技術(shù)，制造出模仿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架，在裝載神經(jīng)干細(xì)胞后被植入脊髓嚴(yán)重受損的大鼠脊柱內(nèi)，成功幫助大鼠恢復(fù)了運(yùn)動(dòng)功能。該支架模仿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，呈圓形，厚度有兩毫米，支架中間為H型結(jié)構(gòu)，周圍則是數(shù)十個(gè)直徑200微米左右的微小通道，用于引導(dǎo)植入的神經(jīng)干細(xì)胞和軸突沿著脊髓損傷部位生長(zhǎng)。[3]2019年4月15日，以色列特拉維夫大學(xué)研究人員以病人自身的組織為原材料，3D打印出全球首顆擁有細(xì)胞、血管、心室和心房的“完整”心臟，這在全球尚屬首例（3D打印心臟）。[12]3D打印原理技術(shù)編輯3D打印機(jī)，已成功打印一輛F1賽車[5]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。內(nèi)蒙古酒架砂型3D打印廠家現(xiàn)貨通過噴頭噴射粘合劑將工件的截面“打印”出來并一層層堆積成型的。

    而那幢別墅則從里到外完完全全都是由巨型3D打印機(jī)一次性完成的。值得一提的是，這家名為上海盈創(chuàng)（Winsun）的3D打印建筑公司誕生于2002年，專注于將3D打印技術(shù)用于傳統(tǒng)建筑領(lǐng)域，而該公司在去年就表示已經(jīng)能在之中“打印”10所房屋。打印以上兩座建筑所使用的3D打印機(jī)高達(dá)，原理與一般的3D打印機(jī)基本相同，不過原料卻換成了水泥和玻璃纖維的混合物，而這種特殊的建筑材料還可回收利用，極大減輕了建筑廢料造成的環(huán)境壓力。另外，盈創(chuàng)宣稱其3D打印建筑十分安全，就算是建筑高達(dá)12層也沒有問題。除了中國本土以外，盈創(chuàng)計(jì)劃將3D打印房屋推向其他20多個(gè)國家和地區(qū)，不過今年的重點(diǎn)是包括沙特阿拉伯、美國、土耳其等在內(nèi)的8個(gè)主要市場(chǎng)。[4]3D打印建筑迪拜辦公樓2015年6月30日，迪拜宣布將利用3D打印技術(shù)，建造全世界很個(gè)辦公樓。迪拜所在的阿聯(lián)酋的一名內(nèi)閣官員表示，迪拜要采用全**的技術(shù)，并且成為一個(gè)全球創(chuàng)新中心，利用3D打印技術(shù)建造辦公樓這也這一計(jì)劃的組成部分。這位官員表示，此次的建設(shè)項(xiàng)目也將會(huì)證明3D打印用于建筑行業(yè)的巨大效率和創(chuàng)造性，3D打印技術(shù)未來將會(huì)重寫建筑和設(shè)計(jì)行業(yè)。據(jù)報(bào)道，這棟建筑的建筑面積為186平方米，整個(gè)建筑是室內(nèi)所用的家具。

    需要離散成三角網(wǎng)格(STL文件)，然后加填充結(jié)構(gòu)、加支撐結(jié)構(gòu)，然后切片計(jì)算和路徑規(guī)劃，才送到3D打印機(jī)，通過G代碼輸出一個(gè)實(shí)物模型。這個(gè)過程是3D打印機(jī)的切片引擎軟件的主要工作，中間涉及到大量的幾何計(jì)算；2.打印約束問題：在很多情況下，輸入的3D模型存在著一些問題，并不能直接輸出給3D打印機(jī)，比如：3D模型本身的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不規(guī)范，無法切片；由于出現(xiàn)懸空部分而打印失?。荒Ｐ偷某叽缣?，超過打印機(jī)所能打印的尺寸限制；沒有考慮穩(wěn)定性導(dǎo)致打印出物體無法正常放置等；3.結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題：由于設(shè)計(jì)師缺乏一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與力學(xué)知識(shí)，會(huì)導(dǎo)致其設(shè)計(jì)結(jié)果因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)問題不能正常打印或在3D打印后會(huì)存在一些結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題。強(qiáng)度不足可能會(huì)使3D模型在打印、運(yùn)輸或日常使用過程中受到破壞。這種問題我們稱其為結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化問題；這時(shí)就需要通過力學(xué)與物理的仿真計(jì)算（有限元方法--FEM）來優(yōu)化模型的結(jié)構(gòu)來滿足需求；筆者對(duì)于近年來結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的工作做了一個(gè)綜述，發(fā)表在2017年的《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)》上（PDF下載）。4.功能定制問題：定制化是3D打印比較大的優(yōu)勢(shì)之一，這里催生了大量的研究問題和研究方法。比如，(1)將繪制理論中發(fā)展起來的各種模型和方法應(yīng)用于3D打印。在每層成型之后降低一個(gè)材料厚度以便送進(jìn)將要進(jìn)行粘合和切割的新一層材料。

    可以改變衣服的風(fēng)格和舒適性。無影高跟鞋2015年8月27日，深圳美女創(chuàng)客SexyCyborg發(fā)明了“無影高跟鞋”。它里面是空的，可以裝進(jìn)去一套安全滲透測(cè)試工具包。無影高跟鞋(3張)“無影高跟鞋”足以令一些美女級(jí)輕松攻破某些企業(yè)或機(jī)構(gòu)的防御，獲取到有價(jià)值的重要信息。每只鞋里面都有一個(gè)抽屜，使用者不用脫鞋就能把它拿下來。然后再把一套滲透測(cè)試套件裝進(jìn)去，其中的部件都是用的裝備。[47]3D打印私人定制內(nèi)衣瑞士洛桑時(shí)尚設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)使用3d打印技術(shù)為客戶量身定制內(nèi)衣，他們?cè)O(shè)精美3d打印內(nèi)衣計(jì)的內(nèi)衣極具想象力。設(shè)計(jì)師使用3d打印筆，通過點(diǎn),圓,線的完美結(jié)合，勾畫出一個(gè)個(gè)精美的圖3D打印海底鋪路2019年5月14日，我國自主研制的第五代深水整平船“一航津平2”日前在江蘇南通下水，集基準(zhǔn)定位、石料輸送、高精度鋪設(shè)整平、質(zhì)量檢測(cè)驗(yàn)收等于一體，從船體設(shè)計(jì)到建造均實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，多項(xiàng)性能居國際水平。“一航津平2”投產(chǎn)后將進(jìn)一步鞏固我國在海底隧道基礎(chǔ)施工領(lǐng)域的世界地位?！耙缓浇蚱?”因其鋪設(shè)作業(yè)的高效率和自動(dòng)化，被形象地稱為深水碎石鋪設(shè)的“3D打印機(jī)”。[48]3D打印發(fā)展方向編輯標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的制定機(jī)構(gòu)當(dāng)一間實(shí)驗(yàn)室作出了圖紙，需要拿出來共享時(shí)。通過帶有微細(xì)噴嘴的擠出機(jī)把材料擠出來，熔融的絲材被擠出后隨即會(huì)和前一層材料粘合在一起。江蘇茶碗砂型3D打印定制

工程塑料指被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料。廣東西游人物砂型3D打印批發(fā)

    涉及到打印材料的外觀模擬、測(cè)量以及合成優(yōu)化等技術(shù)；(2)面向醫(yī)療、教育、娛樂和時(shí)尚等需求的模型定制問題以及面向光影與聲音效果的逆向設(shè)計(jì)問題；(3)通過子塊設(shè)計(jì)與打印以及通過鉸鏈，滑輪，齒輪，電機(jī)等機(jī)械裝置組裝而成的具有特定功能的物體，其中有許多機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化問題。筆者對(duì)于近年來機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)物體設(shè)計(jì)方面的工作做了一個(gè)綜述，發(fā)表在2017年的《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)》上（PDF下載）。近年來，面向制造的幾何設(shè)計(jì)與優(yōu)化方面的研究工作得到了廣泛的關(guān)注，并逐漸成為研究的熱點(diǎn)。筆者于2014年對(duì)于之前有關(guān)3D打印幾何處理的研究工作進(jìn)行了一個(gè)綜述，發(fā)表在2015年的《計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)》上（PDF下載），并且在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的國際前列會(huì)議SiggraphAsia2014上組織了一個(gè)3D打印幾何設(shè)計(jì)與處理的教程Course（鏈接）。之后在Siggraph和SiggraphAsia會(huì)議上出現(xiàn)了更多的有關(guān)教程。在2016年夏天，筆者應(yīng)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)專委會(huì)的委托，與國內(nèi)的一些學(xué)者又完成了一份更為詳細(xì)的“3D打印中幾何處理的研究進(jìn)展與趨勢(shì)”的發(fā)展報(bào)告（PDF下載），對(duì)相關(guān)工作進(jìn)行一個(gè)的整理和分類，使得讀者能夠更好地了解3D打印幾何處理方面的進(jìn)展和發(fā)展方向。廣東西游人物砂型3D打印批發(fā)

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