打印技术和 打印机
打印技术即:三维打印(英语:),即快速成形 技术的一种,它是一种数字模型文件为
基础,运用粉末状金属或塑料 等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在 模具
制造、工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于一些产品 的直接制造。特别是一些高价值应用
(比如髋关节或牙齿,或一些飞 机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。“三维打印”意 味着
这项技术的普及。 三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。 这种打印机的 产量以及销量在二十
一世纪以来就已经得到了极大的增长, 其价格也 正逐年下降。
该技术珠宝,鞋类,工业设计,建筑,工程和施工(),汽 车,航空航天。
,牙科和医疗产业,教育,地理信息系统,土木工 程,枪支以及其他领域都有所应用。 历史 早期的
三维打印的例子发生在 世纪 年代, 虽然那时的三维 打印机是大型的,昂贵的,所能制造的产品
可能非常有限。
在 年代,热溶解积压成形, 技术由 !"开
发成功,并在 年代商业化。
#在 年代中期,$被在美国德州大学奥斯汀分校的卡尔 !%&博士开发出来并获得专利,
项目由 '(赞助的。
)*年,类似过程由 '+,得到专利,但没有被商业化。
-在 *年,,!%+发明的 ,&,.立体光刻 工艺被授予了专利。 )年在
麻省理工学院创造了“三维打印”术语,当时的毕 业生 /"0和 1"修改了喷墨打印机方
案,变为把约 束溶剂挤压到粉末床,而不是把墨水挤压在纸张上的方案。该专利随 之而来的是现代的三
维打印企业 2公司(0和 创立) 和 34公司 术语 由于物品通过材料一层层的累积
被打印出来, 该技术也被称为累 积制造(5"&6&!)。
一般原理 三维模型的分区 三维设计
三维打印的设计过程是:先通过计算机辅助设计()或计算 机动画建模软件建模,再将建成的三维
模型“分区”成逐层的截面, 从而指导打印机逐层打印。 设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是
1$文件格式。 一 个 1$文件使用三角面来近似模拟物体的表面。 三角面越小其生成的 表面分辨率越
高。($7是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器,其 生成的 8'$或者 9'$文件经常被用作全彩打
印的输入文件。 打印过程 打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的 材料将这些截
面逐层地打印出来, 再将各层截面以各种方式粘合起来 从而制造出一个实体。 这种技术的特点在于其几
乎可以造出任何形状 的物品。 打印机打出的截面的厚度(即 2方向)以及平面方向即 :;7方向 的分辨
率是以 (像素每英寸)或者微米来计算的。一般的厚度为 微米,即 毫米,也有部分打印机
如 4<=3系列还有 三维 .">(/系列可以打印出 -微米薄的一层。而平面方 向则
可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴” 的直径通常为 )到 个微米。 用传统
方法制造出一个模型通常需 要数小时到数天,根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用三维打印 的技术
则可以将时间缩短为数个小时, 当然其是由打印机的性能以及 模型的尺寸和复杂程度而定的。 传统的制
造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产 品,而三维打印技术则可以以更快,更有弹性以及
更低成本的办法生 产数量相对较少的产品。 一个桌面尺寸的三维打印机就可以满足设计 者或概念开发小
组制造模型的需要。 完成 目前三维打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够 (在弯曲的 表面可能会
比较粗糙,像图像上的锯齿一样),要获得更高分辨率的 物品可以通过如下方法:先用当前的三维打印
机打出稍大一点的物 体,再稍微经过表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。 有些技术可以同时
使用多种材料进行打印。 有些技术在打印的过 程中还会用到支撑物, 比如在打印出一些有倒挂状的物体
时就需要用 到一些易于除去的东西(如可溶的东西)作为支撑物。 技术 世界范围的快速原型成型技术
奥迪公司()使用快速成型技术的 ?@?机器人来制造的 'A汽车 许多相互竞争的技术是可
用的。 它们的不同之处在于以不同层构 建创建部件,并且以可用的材料的方式。一些方法利用熔化或软
化可 塑性材料的方法来制造打印的“墨水”,例如:选择性激光烧结 (!5&,$)