【導讀】本次上機操作實驗使用的是版本的三維。通過本次實驗要熟悉掌握簡單的造型建模方法。本次實驗使用Mastercam作。在掌握RP快速成型的基礎上，要對?，F(xiàn)在世界上最先進的3D打印有初步的了解，知道3D打印的發(fā)展趨勢等。造出原型零件的全過程?，F(xiàn)在數(shù)控技術已成為制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎技術，助進行產(chǎn)品或工程設計與分析的法。20世紀40年代，CAD技術開始發(fā)展。計算和事務處理，同時也開始了“人工智能的研究”。屬性等的精確表達。SoftwareINC研制出來的一套計算機輔助制造系統(tǒng)軟件。大功能綜合在一起，是我國目前十分流行的CAD/CAM系統(tǒng)軟件。等轉換到Mastercam中，再生成數(shù)控加工程序。Mastercam能預先依據(jù)使用者定義的刀具、進給率、轉速等，Mastercam系統(tǒng)設有刀具庫及材料庫，能根據(jù)被加工工件材料及刀具。規(guī)格尺寸自動確定進給率、轉速等加工參數(shù)。該技術集計算機技術、激光加工技術、新型材料

　　

【正文】 33 Objet Connex 3D 打印機工作原理 堆疊薄層的形式有多種多樣。有些 3D 打印機使用“噴墨”的方式。例如，一家名為 Objet 的以色列 3D打印機公司，使用打印機噴頭將一層極薄的液態(tài)塑料物質噴涂在鑄模托盤上，此涂層然后被置于紫外線下進行處理。 Objet Connex 3D 打印機工作原理 之后鑄模托盤下降極小的距離，以供下一層堆疊上來。另外一家 機自七班 劉德順 20xx2372 34 總部位于美國明尼阿波利斯市的公司 Stratasys 使用一種叫做“熔積成型”的技術，整個流程是在噴頭內(nèi)熔化塑料，然后通過沉積塑料纖維的方式才形成薄層。 Objet Connex 3D 打印機工作原理（點擊看大圖） 還有一些系統(tǒng)使用粉末微粒作為打印介質。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層，然后由噴出的液態(tài)粘合劑進行固化。 機自七班 劉德順 20xx2372 35 Objet Connex 3D 打印機工作原理 它也可以使用一種叫做“激光燒結”的技術熔鑄成指定形狀。這也正是德國 EOS公司在其疊加工藝制造機上使用的技術。而瑞士的Arcam 公司則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒。以上提到的這些僅僅是許多成型方式中的一部分。 Objet Connex 3D 打印機工作原理 當遇到包含孔洞及懸臂這樣的復雜結構時，介質中就需要加入凝膠劑或其他物質以提供支撐或用來占據(jù)空間。這部分粉末不會被熔鑄，最后只需用水或氣流沖洗掉支撐物便可形成孔隙。 機自七班 劉德順 20xx2372 36 Objet Connex 3D 打印機工作原理 如 今可用于打印的介質種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。有些打印機還能結合不同介質，令打印出來的物體一頭堅硬而另一頭柔軟。 3D 打印的發(fā)展現(xiàn)狀 3D 打印，過去在科研、教學或者制造領域被稱為“快速成型技術”。 3D 打印”這個更為形象的叫法快速被大眾接受和普及。隨著材料科學的快速發(fā)展，快速成型技術正在各個領域均有極大延伸，比如打印建筑物、打印汽車、打印人 體器官、打印骨骼，而且我們還可以用 3D 打印機打印自己設計的衣服。我們首先用掃描儀對自己的身體進行一下掃描，這樣就能得到我們身材的尺寸，然后通過 CAD 對掃描數(shù)據(jù)進行加工和修改，這樣我們就可以自己打印出衣服和褲子。 目前美國的 3D打印技術較為領先，應用范圍更廣。近期，全美第一家 3D 打印機耗材專營店在紐約曼哈頓的 NOHO 地區(qū)正式開業(yè)。據(jù) 機自七班 劉德順 20xx2372 37 悉，這家商店是由全球 3D打印設備領頭羊企業(yè) MakerBot公司開設的。并推出了最新一代也是該公司的第四代 3D打印機“ Replicator2”。該機器具有更加靈巧的外觀以及 3倍 于老款機器的打印精度。據(jù)了解，MakerBot 零售店里并不提供現(xiàn)場 3D打印服務，而且正在銷售的 3D打印機產(chǎn)品則要價 2199美元 (約合 14000元人民幣 )。而據(jù) MakerBot 的未來業(yè)務規(guī)劃顯示，該公司還會再明年年初推出第五代機器Replicator2X，該機器可以滿足發(fā)燒友和專業(yè)人士對打印效果的需要。對此， MakerBot 的 CEO 佩蒂斯在早前新聞發(fā)布會上說到：“我們所推出的新款打印機制定了桌面 3D印刷的標準。打印出來的東西再也不會像過去那么粗糙了。如果未來零售業(yè)務運行良好的話，那就代表 3D 打印將進入主流消費 市場?！? MakerBot Replicator? 而在國內(nèi)，今年 1月份，華中科技大學材料科學與工程學院副院長史玉升帶領的團隊成功研制出世界上最大的 3D立體打印機，并且憑借這一研究成果入選兩院院士評選的“ 20xx年中國十大科技進展”，中國的 3D打印正在快速發(fā)展，從工業(yè)和制造業(yè)應用開始朝個人和小型化方向發(fā)展。 近年來，國內(nèi)如深圳維示泰克、南京紫金 立德、北京殷華、江蘇敦超等企業(yè)已實現(xiàn)了 3D打印機的整機生產(chǎn)和銷售，這些企業(yè) 機自七班 劉德順 20xx2372 38 共同的特點是由海外歸國團隊建立，規(guī)模較小，產(chǎn)品技術與國外廠商同類產(chǎn)品相比尚處于低端。目前，國產(chǎn) 3D打印機在打印精度、打印速度、打印尺寸和軟件支持等方面還難以滿足商用的需求，技術水平有待進一步提升。在服務領域，我國東部發(fā)達城市已普遍有企業(yè)應用進口 3D打印設備開展了商業(yè)化的快速成型服務，其服務范圍涉及到模具制作、樣品制作、輔助設計、文物復原等多個領域。與內(nèi)地相比，我國港臺地區(qū) 3D打印技術引入起步較早，應用更為廣泛，但港臺主要著重于技術應用 ，而非自主研發(fā)。 3D打印產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展前景 根據(jù)國際快速制造行業(yè)權威報告《 WohlerSReport 20xx》發(fā)布的調查結果，全球 3D打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在 1988～ 20xx年問保持著 26． 2％的年均增長速度。報告預期， 3D打印產(chǎn)業(yè)未來仍將持續(xù)較快地增長，到20xx年，包含設備制造和服務在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將達到 31億美元，2020年將達至 I]52億美元。但 3D打印技術要進一步擴展其產(chǎn)業(yè)應用空間，目前仍面臨著多方面的瓶頸和挑戰(zhàn)：一是成本方面，現(xiàn)有 3D打印機造價仍普遍較為昂貴，給其進一步普及應用帶來了困難。二 是打印材料方面，目前 3D打印的成型材料多采用化學聚合物，選擇的局性較大，成型品的物理特性較差，而且安全方面也存在一定隱患。三是精度、速度和效率方面，目前 3D打印成品的精度還不盡人意，打印效率還遠不適應大規(guī)模生產(chǎn)的需求，而且受打印機工作原理的限制，打印精度與速度之間存在嚴重沖突。四是產(chǎn)業(yè)環(huán)境方面， 3D打印技術的普及將使產(chǎn)品更容易被復制和擴散，制造業(yè)面對的盜版風險大增，現(xiàn)有知識 機自七班 劉德順 20xx2372 39 產(chǎn)權保護機制難以適應產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的需求。 Gartner公司 20“年發(fā)布的最新技術發(fā)展展望報告判斷： 3D打印技術目前正在進入概念炒作的高 峰階段，其技術還有待充分成熟，主流市場也有待進一步培育。 Gartner公司研究人員認為， 3D打印技術成熟到適應市場需求還將需要 5～ 10年的時間。在這一較為漫長的發(fā)展過程中，產(chǎn)業(yè)可能會面臨增長期望落空、技術遭遇瓶頸以及投資撤離等風險。總之，從中長期看來 3D打印產(chǎn)業(yè)具有較為廣闊 3D打印技術未來發(fā)展的主要趨勢 隨著智能制造的進一步發(fā)展成熟，新的信息技術、控制技術、材料技術等不斷被廣泛應用到制造領域， 3D打印技術也將被推向更高的層面。未來， 3D打印技術的發(fā)展將體現(xiàn)出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趨 勢。提升 3D打印的速度、效率和精度，開拓并行打 印、連續(xù)打印、大件打印、多材料打印的工藝方法，提高成品的表面質量、力學和物理性能，以實現(xiàn)直接面向產(chǎn)品的制造；開發(fā)更為多樣的 3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質材料及復合材料等，特別是金屬材料直接成型技術有可能成為今后研究與應用的又一個熱點； 3D打印機的體積小型化、桌面化，成本更低廉，操作更簡便，更加適應分布化生產(chǎn)、設計與制造一體化的需求以及家庭日常應用的需求；軟件集成化，實現(xiàn) CAD／ CAPP／ RP的一體化，使設計軟件和生產(chǎn)控制軟件能夠無縫對 接，實現(xiàn)設計者直接聯(lián)網(wǎng)控制的遠程在線制造；拓展 3D打印技術在生物醫(yī)學、建筑、車輛、服裝等更多行業(yè)領域的創(chuàng)造性應用。 機自七班 劉德順 20xx2372 40 參考文獻 【 1】 1 Prirlt me a Stradivarius[1】． Economist， 20xx— 2— 10． 【 2】 The printed worldlJl． Economist， 20xx— 2— 10． 【 3】 Wohlers Associates Inc． Wohlers Report 20xx[R]． 20xx． 【 4】 Gartner Inc，上海市科學學研究所．新興技術的炒作周期 曲線岡． 20xx． 【 5】 5 古麗萍．蓄勢待發(fā)的 3D打印機及其發(fā)展Ⅱ】．數(shù)碼印刷， 20xx， (10l 、 【 6】劉厚才，莫健華，劉海濤．三維打印快速成形技術及其應 用 t1]．機械科學與技術， 20xx， (9)． 【 7】陳步慶，林柳蘭，陸齊，等．三維打印技術及系統(tǒng)研究【 I】． 機電一體化， 20xx， (4)． 【 8]8 Dimitrov D， Schreve K， de Beer N． Advances in Three Dimensional Printing—— State of the Art and Future Perspectives【 A】． 10th European Forum on Rapid Proto— typing and Manufacturing[C]． Paris， France Sep， 20xx．