3D打印機(jī)

　　背景

　　3D打印已經(jīng)成為一種潮流，并開(kāi)始廣泛應(yīng)用在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是工業(yè)設(shè)計(jì)，數(shù)碼產(chǎn)品開(kāi)模等，可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成一個(gè)模具的打印，節(jié)約了很多產(chǎn)品從開(kāi)發(fā)到投入市場(chǎng)的時(shí)間。

　　3D 打印機(jī)可以用各種原料打印三維模型，使用3D 輔助設(shè)計(jì)軟件，工程師設(shè)計(jì)出一個(gè)模型或原型之后，無(wú)論設(shè)計(jì)的是一所房子還是人工心臟瓣膜，之后通過(guò)相關(guān)公司生產(chǎn)的3D打印機(jī)進(jìn)行打印，打印的原料可以是有機(jī)或者無(wú)機(jī)的的材料，例如橡膠、塑料，不同的打印機(jī)廠商所提供的打印材質(zhì)不同。

　　3D打印機(jī)，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)。過(guò)去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。特別是一些高價(jià)值應(yīng)用（比如髖關(guān)節(jié)或牙齒，或一些飛機(jī)零部件）已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。“三維打印”意味著這項(xiàng)技術(shù)的普及。

　　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)。這種打印機(jī)的產(chǎn)量以及銷(xiāo)量在二十一世紀(jì)以來(lái)就已經(jīng)得到了極大的增長(zhǎng)，其價(jià)格也正逐年下降。

　　該技術(shù)珠寶，鞋類(lèi)，工業(yè)設(shè)計(jì)，建筑，工程和施工（AEC），汽車(chē)，航空航天，牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)，教育，地理信息系統(tǒng)，土木工程以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

　　發(fā)展過(guò)程

　　3D打印，又稱(chēng)三維打印，它是快速成形技術(shù)的一種，它是運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)一層又一層的多層打印方式，構(gòu)造零對(duì)象。模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)用于建造模型，現(xiàn)正發(fā)展成產(chǎn)品制造，形成“直接數(shù)字化制造”。一些高價(jià)值應(yīng)用（如髖關(guān)節(jié)或牙齒，或飛機(jī)零部件）已經(jīng)有打印而成的零部件出現(xiàn)。“3D打印”意味著這項(xiàng)技術(shù)的普及。

　　在20世紀(jì)80年代中期，SLS被在美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開(kāi)發(fā)出來(lái)并獲得專(zhuān)利，項(xiàng)目由DARPA贊助的。1979年，類(lèi)似過(guò)程由RF Housholder得到專(zhuān)利，但沒(méi)有被商業(yè)化。

　　1995年，麻省理工創(chuàng)造了“三維打印”一詞，當(dāng)時(shí)的畢業(yè)生Jim Bredt和Tim Anderson修改了噴墨打印機(jī)方案，變?yōu)榘鸭s束溶劑擠壓到粉末床的解決方案，而不是把墨水?dāng)D壓在紙張上的方案。

　　說(shuō)到3D打印，就不得不提3D打印機(jī)：

　　3D打印機(jī)又稱(chēng)三維打印機(jī)，是一種累積制造技術(shù)，通過(guò)打印一層層的粘合材料來(lái)制造三維的物體。現(xiàn)階段三維打印機(jī)被用來(lái)制造樣品。 2003年以來(lái)三維打印機(jī)的銷(xiāo)售逐漸擴(kuò)大，價(jià)格也開(kāi)始下降。

　　該技術(shù)可用于珠寶，鞋類(lèi)，工業(yè)設(shè)計(jì)，建筑，工程和施工（AEC），汽車(chē)，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，和許多其他領(lǐng)域。
　　最早的3D打印出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)的80年代，價(jià)格極其昂貴且所能打印的產(chǎn)品數(shù)量也少得可憐。

　　原理

　　2010年3月，一位名為恩里科·迪尼（Enrico Dini ）的發(fā)明家設(shè)計(jì)出了一種神奇的3D打印機(jī)，它甚至可以“打印”出一幢完整的建筑。

　　據(jù)恩里科·迪尼介紹，這種打印機(jī)的原料主要是沙子。當(dāng)打印機(jī)開(kāi)始工作時(shí)，它的上千個(gè)噴嘴中會(huì)同時(shí)噴出沙子和一種鎂基膠。這種特制的膠水會(huì)將沙子粘成像巖石一樣堅(jiān)固的固體，并形成特定的形狀，然后只需要按照預(yù)先設(shè)定的形狀一層層噴上這種材料，最終就可以“打印”一個(gè)完整的雕塑或者教堂建筑。3D打印是添加劑制造技術(shù)的一種形式，在添加劑制造技術(shù)中三維對(duì)象是通過(guò)連續(xù)的物理層創(chuàng)建出來(lái)的。3D打印機(jī)相對(duì)于其他的添加劑制造技術(shù)而言，具有速度快，價(jià)格便宜，高易用性等優(yōu)點(diǎn)。

　　3D打印機(jī)就是可以“打印”出真實(shí)3D物體的一種設(shè)備，功能上與激光成型技術(shù)一樣，采用分層加工、迭加成形，即通過(guò)逐層增加材料來(lái)生成3D實(shí)體，與傳統(tǒng)的去除材料加工技術(shù)完全不同。稱(chēng)之為“打印機(jī)”是參照了其技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^(guò)程與噴墨打印十分相似。隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們已經(jīng)能夠生產(chǎn)出與原型的外觀、感覺(jué)和功能極為接近的3D模型。

　　說(shuō)的簡(jiǎn)單一點(diǎn)，3D打印是斷層掃描的逆過(guò)程，斷層掃描是把某個(gè)東西“切“成無(wú)數(shù)疊加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后疊加到一起，成為一個(gè)立體物體。

　　使用3D打印機(jī)就像打印一封信：輕點(diǎn)電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數(shù)字文件便被傳送到一臺(tái)噴墨打印機(jī)上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。而在3D打印時(shí)，軟件通過(guò)電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機(jī)上，后者會(huì)將連續(xù)的薄型層面堆疊起來(lái)，直到一個(gè)固態(tài)物體成型。3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的原材料。