修炼成“精” 看3D打字与印刷本领怎么大展示公

日期:2019-10-16编辑作者:北京赛车官方正版投注

早产儿胎盘发育不足导致血液中的氧气过多,导致出血引起视网膜病变,从而影响孩子的视力发育甚至丧失视力。然而,值得庆幸的是,研究人员认为,他们可以通过制作出来的视觉辅助工具来检测和训练孩子的视力。

成本低。FDM技术不采用激光系统。

当然想让3D技术快速进入我们生活也不是一朝一夕的,通过3D打印机可以让3D打印技术得到更好的发展,让很多匪夷所思的事情得到化解,使生活更加快速发展,给我们带来一场生产方式的变革,让打印成为生活中不可缺少的部分,看见什么打出什么,这样的生活一定不再遥远,我们拭目以待。

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目前FDM工艺主要在汽车和机械制造行业中广泛应用,因为FDM是运用工程材料快速成型的模型工艺。相信在以后会得到更广泛的发展。

研究团队由伦敦大学城市认知神经科学研究所组成,他们委托Print My Part开发一系列视觉辅助工具。据3D虎了解,该公司位于剑桥,他们使用Stratasys uPrint SE Plus FDM 3D打印机制作出了该视觉辅助工具,该部件上具有黑色和白色的3D几何形状,即使婴儿在培养箱中也能看见,这样可以训练婴儿的视力。

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那么3D打印机是怎么工作的呢?在1994年,技术专家们发明了3DP技术,1997年的时候3DP技术被推向市场,再后来就是我们知道的美国ZCorporation公司正式成立,从此在3D打印机市场占据很重要的地方。

儿童视力测试模型

FDM应用领域包括概念建模、功能性原型制作、制造加工、最终用途零件制造、修整等方面,涉及汽车、医疗、建筑、娱乐、电子、教育等领域。

从70年代诞生到现在,3DCAD经历了几十年的发展,已经成为广大设计人员的有力工具之一和很多设计领域的重要标准,其实它发展到后来就是快速成型技术,由于3D打印是快速成型的标准,所以3D打印的发展是3DCAD市场发展的写照,换句话说就是人们从使用3DCAD的那天起就希望将它设计“转化”为实物。

Print My Part和研究人员开发了一系列形状,如金字塔、球体和交替条形。这些形状都具有黑色和白色的纹理,以条纹段定义其3D结构。形状和颜色有助于建立对比度、视觉深度以及线条方向的能力。该模型还具有底板,以便医生可以将它们连接到培养箱上和交换不同辅助工具。

FDM的工作原理是,将丝状的热塑性材料通过喷头加热熔化,喷头底部带有微细喷嘴(直径一般为0.2~0.6mm),在计算机控制下,喷头根据3D模型的数据移动到指定位置,将熔融状态下的液体材料挤喷出来并最终凝固。材料被喷出后沉积在前一层已固化的材料上,通过材料逐层堆积形成最终的成品。

FDM工程材料快速成型
FDM技术的快速成型机成立于1990年的美国Stratasys公司,并很快发布了基于FDM的Dimension系列3D打印机,FDM技术的优势让它适合汽车、家电、电动工具、机械加工、精密铸造等工艺品领域。

当你打算生孩子的时候就是一个冒险的开始,值得注意的事情有很多,如:早产,很多疾病都是由于早产造成的。据世界卫生组织报告,每年约有15万个早产儿,其中5%的早产儿有丧失视力的可能。目前,研究人员正在利用3D打印技术为早产儿提供视觉辅助工具,以便医生可以测试这些儿童的视力。

FDM技术制作的物品普遍存在“台阶效应”

**新颖设计让你想也想不到

“3D打印是最理想的解决方案,首先是因为每种形状只需要一种,与CNC加工不同的是,这些部件还可以挖空,这样就减少了部件的重量,可以更容易地放置在培养箱中。”Print My Part的总监Jack Gover说。

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ppzhan摘要】我们都知道3D技术能给我们带来很多方便,在不同的领域也发挥着不可磨灭的重要性。3D技术已经不止是我们日常生活中的辅助工具,更是可以帮助机构研发高科技的产物,像前些日子国外媒体报道,在研究领域新技术的构思就是基于3D打印技术“复制”出一艘宇宙飞船,在其中嵌入电子设备,对相关宇宙天体进行探索并传回科学数据。可见3D打印技术所触及的范围之广。

目前,研究人员正在测试西班牙和伦敦ICU的模型,虽然制作的辅助工具能训练早产儿的视力,但研究团队仍然在寻求改进方法,如:他们可能会改用SLA而不是FDM,因为它符合欧盟的灭菌标准。另外,他们希望能制作一个新的底板,便于模型交替使用。

收缩率小。挤出的材料丝会发生膨胀,收缩率越小,打印出来的物品精度越有保证。

我们都知道3D技术能给我们带来很多方便,在不同的领域也发挥着不可磨灭的重要性。3D技术已经不止是我们日常生活中的辅助工具,更是可以帮助机构研发高科技的产物,像前些日子国外媒体报道,在研究领域新技术的构思就是基于3D打印技术“复制”出一艘宇宙飞船,在其中嵌入电子设备,对相关宇宙天体进行探索并传回科学数据。可见3D打印技术所触及的范围之广。

FDM打印原理

当然原材料的丰富只是一小部分,在3D打印技术中头疼的无非就是高昂的价格了,天文数字的售价让这技术的应用远离了消费者的日常生活,毕竟我们舍不得花这么高昂的价格去拥有一台3D打印机,所以在今后的发展中,适中的价格和成本会让3D打印机进入千家万户。

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3DP工艺成型快、成本低
我们都知道3D打印技术和喷墨打印技术的工作方式基本相同,都是基于原料喷射成型的技术,因此人们把运用这一技术的产品称为3D打印机。

强度低。受工艺和材料限制,打印物品的性能强度低,尤其是沿Z轴方向的材料强度比较弱,达不到工业标准。

** 说道3D技术您一定不会陌生,还记得这个词是怎么红火起来的吗?当年那部《阿凡达》把3D这个词吵得火热,后续加入3D技术的电影也就随之增多,到如今3D技术已经不简简单单运用在电影,而是真正的走进了我们的生活。

在进行模型实体材料选择时,需要考虑以下几点因素。

3D打印如何更快发展
从2006年开始,3D打印技术开始转移到3D打印机身上,大家都开始研究、创造、改良3D打印机,并希望3D打印机可以得到更好普及。

7结论与展望

3D打印机是利用FDM技术工作,将CAD生成的模型数据先导入3D打印机的控制软件,再经过其处理自动生成支撑材料和加热喷头运动的路径,这时,加热喷头会在计算机的控制下根据产品零件的截面轮廓信息作平面运动,而热塑性丝状材料由供丝机构送至加热喷头,并在喷头中加热和熔化成半液态后挤压出来涂覆在相应工作平台上。待到快速冷却后平台上就会形成一层约0.1mm厚的薄片轮廓。这仅仅是完成了一层截面成型,接着工作台会下降一定高度再进行下一层的熔覆,通过周而复始地多层堆迭来形成三维实体。

成型材料范围较广。ABS、PLA、PC、PP等热塑性材料均可作为FDM技术的成型材料。

3D打印或3D打印机想要更加广泛的得到应用,要从很多方面进行改良,要从原材料的丰富入手,只有丰富了原材料的种类才能让3D打印技术更普及,从简单的食物、塑料、金属材料开始,加入更多的纳米、复合材料、智能材料等等。

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** 虽然很多的用户还是认为3D打印是一个新鲜事物,自己的生活中并没有过多的接触,其实3D打印技术一直在我们身边逐步发展,3D打印机的历史要追溯到二十几年前,在那时3D打印被提出并得以发展。

1)概念建模

下面我们一起来看3D打印技术的催生和发展,以及3D打印机的诞生。也许您还不了解3D打印技术,下面的文章希望您开始对3D技术感兴趣并从中得到更多的了解。
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3D打印市场发展逐渐催生

FDM技术可以直接制造最终用途零件,其精度可以媲美注塑成形。不过因为受材料和工艺限制,打印物品的受力强度低,主要用于民用消费级市场,在工业市场上最终用途零件的应用还不广泛。

是不是您对快速成型技术有些疑问呢?其实它就是一种由CAD数据通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术,通过这个过程可以不需要传统的工具打造形状,而是通过计算机中的设计自动转化成模型,更可以制造零件或者模具,以更省事、更快速、更直接的生产出模型,更能节省时间,缩减成本。

由于FDM技术无需激光系统,因而价格低廉。现在市场上的桌面打印机大多采用FDM技术,最便宜的已经降至1万元以下。与其他3D打印技术路径相比,FDM具有成本低、原料广泛等优点,同样存在成型精度低、支撑材料难以剥离等缺点,下面做简要分析。

3DP工艺主要利用滚筒将原材料粉末在加工平台上推成薄薄一层,接着打印头喷出一种特殊的粘着剂,根据电脑的模型迅速的固化,一层层加工,每喷完一层加工平台会下降一点,按照顺序进行多次的循环直到完成,实体模型即可展现。优点就是成型速度快,成本低。

FDM打印平台

优势

去除支撑前(左)和去除支撑后(右)

在打印机工作前,先要设定三维模型各层的间距、路径的宽度等数据信息,然后由切片引擎对三维模型进行切片并生成打印移动路径。在计算机控制下,打印喷头根据水平分层数据作X轴和Y轴的平面运动,Z轴方向的垂直移动则由打印平台的升降来完成。同时,丝材由送丝部件送至喷头,经过加热、熔化,材料从喷头挤出黏结到工作台面上,迅速冷却并凝固。这样打印出的材料迅速与前一个层面熔结在一起,当每一个层面完成后,工作台便下降一个层面的高度,打印机再继续进行下一层的打印,一直重复这样的步骤,直到完成整个物体的打印。

PC材料。PC即聚碳酸酯,是一种20世纪50年代末期发展起来的无色高透明度的热塑性工程塑料,具有耐冲击、韧性高、耐热性好且透光性好的特点,悬挂的PC材料板甚至可以抵挡一定距离的子弹冲击。PC材料的热变形温度为138℃,颜色比较单一,只有白色,但其强度比ABS材料高出60%左右。目前,美国通用公司是聚碳酸酯全球最大的生产企业。

根据以上特征,目前市场上主要的FDM材料包括ABS、PLA、PC、PP、合成橡胶等。

3D Modeler

ABS材料。ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。ABS具有强度高、韧性好、稳定性高的特点,是一种用途极广的工程塑料。

FDM工艺的打印机会需要使用两种材料:一种用于打印实体部分的成型材料;另一种用于沉积空腔或悬臂部分的支撑材料。切片软件会根据待打印模型的外形,自动计算决定是否需要为其添加支撑。支撑还有一个目的是建立基础层。即在正式打印之前,先在工作平台上打印一个基础层,这样可以提供一个精准的基准面,还可以使打印完成后的模型更容易剥离。

1 FDM发展历程

2)功能性原型制作

FDM技术使用的材料主要包括实体材料和支撑材料。实体材料主要为热塑性材料,包括PLA、ABS、人造橡胶、石蜡等。

PLA材料。PLA(聚乳酸)又名玉米淀粉树脂,是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源(玉米)所提取出的淀粉原料制备而成。除了具有良好的生物降解能力,其光泽度、透明性、手感和耐热性也很不错,目前主要用于服装、工业和医疗卫生等领域。

黏结性高。黏结性决定了实体各层之间的黏结强度。

利用FDM技术制作的标准工具(图片来源:Stratasys)

FDM 3D打印机及其打印的物品(图片来源:3D Systems)

合成橡胶材料。统一将用化学方法人工合成的橡胶称为合成橡胶,能够有效弥补天然橡胶产量不足的问题,合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面,但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐高温等优势,因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。

修炼成“精” 看3D打字与印刷本领怎么大展示公布署【北京赛车官方正版投注】。2009年FDM关键技术专利到期,各种基于FDM技术的3D打印公司开始大量出现,行业迎来快速发展期,相关设备的成本和售价也大幅降低。数据显示,专利到期之后桌面级FDM打印机从超过一万美元下降至几百美元,销售数量也从几千台上升至几万台。

FDM的丝状线材

熔融沉积成型(Fused Deposition Modelling, FDM)是上世纪八十年代末,由美国Stratasys公司的斯科特·克伦普(Scott Crump)发明的技术,是继光固化快速成型(SLA)和叠层实体快速成型工艺(LOM)后的另一种应用比较广泛的3D打印技术。1992年,Stratasys公司推出世界上第一款基于FDM技术的3D打印机--“3D造型者(3D Modeler)”,标志着FDM技术步入商用阶段。

人体工程学设计的医疗康复辅具(图片来源:南极熊)

FDM技术是面向个人的3D打印机的首选技术,通过采用FDM技术的3D打印机,设计人员可以在很短的时间内设计并制作出产品原型,并通过实体对产品原型进行改进。同时FDM技术广泛运用在各种文娱活动中,满足人们对一些产品的个性化定制服务。由于FDM技术专利已经到期,其大面积推广已经不存在障碍。我们认为在未来,桌面级FDM 3D打印机的市场空间还将不断增加。如果你想了解更多的3D打印知识,请关注【创克加科技】

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环境污染较小。在整个打印过程中不涉及高温、高压,没有有毒物质排放。

4 FDM打印材料

打印时间长。需按横截面形状逐步打印,成型过程中受到一定的限制,制作时间长,不适于制造大型物件。

设备、材料体积较小。便于搬运,适合于办公室、家庭等环境。

建筑建模。传统建筑领域的可视化做法是使用木材或者泡沫制作模型。而3D打印能够有效降低设计成本和开发时间,建筑师可以通过实体的建筑模型对设计进行改良,大大增加了效率和合理性。

5 FDM应用

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利用FDM技术制作的镜架(图片来源:南极熊)

原料利用率高。没有废弃的成型材料,支撑材料可以回收。

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由于FDM技术可以采用高性能的生产级别材料,可以用来制造标准工具,并可进行小批量生产,通过小批量生产可以使用与最终产品相同的流程和材料来制作原型。

利用FDM技术获得的原型本身具有耐高温、耐化学腐蚀等性能,在产品设计初期就能够通过原型进行各种性能测试,以改进最终的产品设计参数。

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国内方面,对于FDM技术的研究最早在包括清华大学、西安交大、华中科大等几所高校进行,其中清华大学下属的企业于2000年推出了基于FDM技术的商用3D打印机,近年来也涌现出多家将3D打印机技术商业化的企业。

4)最终用途物件

精度低。温度对于FDM成型效果影响非常大,而桌面级FDM 3D打印机通常都缺乏恒温设备,另外在出料部分缺少控制部件,致使难以精确地控制出料形态和成型效果。这些原因导致FDM的桌面级3D打印机的成品精度通常为0.1~0.3毫米。每层的边缘容易出现由于分层沉积而产生的“台阶效应”,导致很难达到所见即所得的3D打印效果。

市场营销和设计。利用FDM技术制作的模型可以进行打磨、上漆等处理,从而达到与最终产品外观一致的目的。FDM使用生产级的热塑性塑料(比如ABS),可以获得与最终产品一样的耐用性和使用感受。

利用FDM技术制作的功能性原型零件(图片来源:Stratasys)

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需要支撑材料。在成型过程中需要加入支撑材料,在打印完成后要进行剥离。随着技术的进步,市面上已经有水溶性支撑材料,该缺点正在被逐步克服。

熔点低。熔点温度低打印功耗小,却有利于提高机器使用寿命。

人体工程学设计。3D打印的模型在开发期间就可以对人体工程学性能进行测试,在测试期间可以对模型进行不断修改,从而实现将产品全面投入市场前对人体工程学进行优化。

2 FDM工作原理

FDM工艺的关键是保持从喷嘴中喷出的、熔融状态下的原材料温度刚好在凝固点之上,通常控制在比凝固点高1℃左右。如果温度太高,会导致打印物体的精度降低,模型变形等问题;如果温度太低,则容易导致喷头被堵住,导致打印失败。

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PP材料。PP即聚丙烯,是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,其无毒、无味,强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100℃左右使用,具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响。缺点是不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用,可用于食具。

技术限制

FDM技术打印的建筑模型(图片来源:Stratasys)

FDM技术的支撑材料较难去除,很容易在剥离过程中损坏模型表面。针对这样的问题,3D打印界巨头Stratasys公司在1999年开发了水溶性支撑材料,用溶液对打印后的模型进行冲洗,将支撑材料进行溶解而不损伤实体模型。

3)制造加工

利用FDM技术制作的游戏手柄外壳(图片来源:南极熊)

6优势&限制

黏度低。粘度低阻力小,不容易堵喷头。

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关键词: 视觉 工具 早产儿 3D打印

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