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3D打印的前世今生

http://www.cction.com  2012-12-08 10:48  中企顾问网

本文导读:中企顾问网调查发现:自从西方工业革命以来,这一制造模式从来没有改变过,因此而带来了材料浪费、能耗高、加工自动化程度低、人力成本高等诸多缺陷。虽然说机器人、激光技术、数控技术等先进技术极大的提高了生产效率,但本质上还没有脱离减法制造的模式。而以3D打印为代表的“加法”制造则直接根据计算机建模,一层层的将液体、粉末或片状材料从下往上贴合以构建出完整的物体。

    3D打印技术的原型出现在1980 年代,那个时候的3D打印机昂贵且体积庞大,难以打印任意形状的物品。而随着激光烧结及材料喷射等技术的相继应用,外加上新材料的逐步推出,3D打印技术逐步成熟。

3D打印技术的早期发展

时间

3D打印关键事件

1985

德州大学的Carl Deckard 发明了选择性激光烧结技术(SLS),并申请了相关专利

1987

Chuck Hull 发明了固态光刻成型(SLA)。这也为他日后创立3DSystem 公司打下基础

80 年代末期

Scott Crump 发明并商用了熔化沉积制造(FDM), 此技术是Stratasys 公司建立的基础

1995

3D打印这一专用术语正式在MIT 诞生。其诞生与喷射式成型技术的应用有关。

 
    从技术的本质上来看,3D打印是多种不同“加法”制造技术的统称。与其对应的是传统的"减法"制造工艺,因为在传统的机器生产中,一块材料需要通过切、削、焊、钻、磨等加工手法来最终实现制成品的问世。中企顾问网调查发现:自从西方工业革命以来,这一制造模式从来没有改变过,因此而带来了材料浪费、能耗高、加工自动化程度低、人力成本高等诸多缺陷。虽然说机器人、激光技术、数控技术等先进技术极大的提高了生产效率,但本质上还没有脱离减法制造的模式。而以3D打印为代表的“加法”制造则直接根据计算机建模,一层层的将液体、粉末或片状材料从下往上贴合以构建出完整的物体。

    根据“加法”生产的工艺的区别,3D打印分为喷射式、颗粒式、薄片叠加式、光聚合式等多种。大型设备主要采用的是烧结法,尤其以激光烧结为主。而小型家用及设备则采用的是喷射式或者光聚合式的加工方法。

3D打印的各主要技术实现手法

类型

技术

所用材料

代表应用厂商

喷射式

熔化沉积制造(FDM)

热塑性塑料、低熔点金属、食物

Stratasys

颗粒式

直接金属激光烧结(DMLS)

任意金属合金

德国EOS

选择性激光烧结(SLS)

热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末

3DSystems

电子束熔化(EBM)

钛合金

瑞典Arcam

粉末基底喷射3D打印(PP)

石膏

Z Corporation( 后被3DSystems 收购)

薄片叠加式

薄片叠加制造(LOM)

纸、金属箔、塑料膜

 

光聚合

固态光刻成型(SLA)

光敏聚合物

3DSystems Makerbot

数字光处理(DLP)

液态树脂

 

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