3D打印

三维打印是一种创建三维(3D)实体物体的方式。三维打印是通过逐层建立物体来完成的。通常情况下,3D打印机使用塑料,因为它更容易使用,也更便宜。有些3D打印机可以用其他材料进行3D打印,如金属陶瓷,但对大多数人来说,它们的成本太高。

3D打印机很有用,因为它们可以非常快速地制造新的物体,并善于把它们做得非常细致。这意味着工程师可以测试大量的新设计,而不必等待别人来制作。它们对于修复塑料制成的零件,以及制作玩具、人物和模型也很有用。有很多人在家里打印3D物体。

自2003年以来,售出的材料打印机比以前多了很多。同时,3D打印机的成本也在下降。

一台3D打印机Zoom
一台3D打印机

历史

1974年,大卫-E-H-琼斯在《新科学家》杂志上首次写到了3D打印的想法。

1984年Alain Le Méhauté和其他人申请了立体光刻技术(一种基于激光的3D打印机)的专利。

1989年:S. Scott Crump开发了FDM。它是今天大多数3D打印机使用的技术。

1992年第一台FDM机器由S. Scott Crump的公司Stratasys出售。

2005年 RepRap成为第一个开源的打印机项目

2008年 Shapeways成为第一个可以3D打印物体并将其发送给客户的服务。

2017年 第一座人类可以居住的3D打印房屋在俄罗斯建成

它们是如何工作的

建模

3D打印东西的第一步是在计算机上制作它。人们用CAD(计算机辅助设计)软件或3D扫描仪来做这件事。在CAD中设计模型时,人们从基本的形状开始,并从这一点开始建立。三维扫描仪是一种对物体进行大量测量并在计算机上自动制作模型的机器。它们可以非常快,但也更昂贵。

CAD模型通常以STL文件形式保存在计算机上。它们被保存为大量的三角形,这样可以节省计算机上的空间。

印刷业

3D打印机有很多不同的工作方式。也有许多不同的材料可供使用。每种方法和材料都有其优势和劣势。

选择机器时要考虑的主要问题通常是速度、成本和颜色。直接与金属打交道的打印机一般都很昂贵。然而价格较低的打印机可以用来制作模具,然后用来制作金属零件。

典型的图层约为100微米厚,或约为人类头发的十分之一。印花可能需要不到一个小时到很多天,这取决于它的复杂程度和规模。

完善

在机器完成印刷后,有时人们会完成模型。这意味着做一些小的修正,使它看起来更好。修整包括取下打印机放置的用于支持模型的材料。这有时会花费很多时间。有一些方法可以使它更快,但通常最简单的是用手去掉塑料。

 

打印前的物体的计算机模型Zoom
打印前的物体的计算机模型

播放媒体 一台3D打印机打印一个螺旋桨。视频中的速度是现实生活的4倍。
播放媒体 一台3D打印机打印一个螺旋桨。视频中的速度是现实生活的4倍。

一个完成的3D打印大炮Zoom
一个完成的3D打印大炮

使用

DIY

很多人正在努力开发廉价的3D打印机,供人们在家里使用。图书馆也开始购买较小的3D打印机,以便人们可以了解它们,而不必购买。DIY社区,以及学校和黑客社区都做了很多工作。到2017年,更多的人开始在自己家里使用3D打印,用于制作齿轮和小装饰品等小物品。

医学

3D打印被用来廉价地制造医疗用品。人们认为,最大的两个用途将是制作助听器和假牙

2014年3月,斯旺西的外科医生使用3D打印部件重建了一名在道路事故中严重受伤的摩托车手的面部。[]

制造业

2014年,一家瑞典公司制造了一辆超级汽车,它利用了许多3D打印部件。Urbee是世界上第一辆车身和车窗都是3D打印的汽车。

2015年,英国皇家空军的一架欧洲战斗机台风战斗机用3D打印部件进行了飞行。美国空军已经开始与3D打印机合作,以色列空军也购买了一台3D打印机来打印备件。

食品

食物可以被3D打印。很多不同的食物都可以被打印出来,比如巧克力和糖果,还有饼干、意大利面和披萨等扁平食物。美国宇航局正在打印食物,以创造更少的浪费,并为宇航员制作具有所有正确营养成分的食物。2018年,Giuseppe Scionti打印了一种与肉相似的食物。

枪支

2012年,Defense Distributed向互联网上传了3D打印枪的文件,"任何人只要有3D打印机就可以下载和复制"。在Defense Distributed发布他们的计划后,人们担心他们可能会给枪支管制带来问题[] 一年后,2013年5月,美国国务院要求Defense Distributed撤下计划,他们照做了。

教育

3D打印增加了课堂上的创新和解决问题的能力。设计专业的学生可以用它来打印工程3D打印等科目的原型;这方面的演示已经在全世界的一些机构中部署。

历史

在过去的几年里,3D打印被用来确保历史上的重要事物的安全。许多博物馆已经购买了3D打印机,并正在制作作品来修复他们的文物。大都会艺术博物馆大英博物馆已经开始使用他们的3D打印机来制作复制品,在礼品店出售。国家军事历史博物馆和瓦尔纳历史博物馆在网上出售其物品的数字版本,每个人都可以在家里3D打印。

3D打印椎间盘Zoom
3D打印椎间盘

一个3D打印的发动机Zoom
一个3D打印的发动机

一个3D打印的糖块Zoom
一个3D打印的糖块

3D打印的埃及法老在Threeding上出售Zoom
3D打印的埃及法老在Threeding上出售

问题和答案

问:什么是3D打印?
答:3D打印是一种通过逐层建立物体来创造三维(3D)实体物体的方法。

问:3D打印通常使用什么材料?
答:塑料通常用于3D打印,因为它更容易使用,也更便宜。有些3D打印机可以用其他材料打印,如金属和陶瓷,但对大多数人来说成本太高。

问:什么使3D打印机有用?
答:3D打印机是有用的,因为它们可以非常快速地制造新的物体,并善于使它们非常详细。这意味着工程师可以测试大量的新设计,而不必等待别人来制作。它们对于修复塑料制成的零件,以及制作玩具、人物和模型也很有用。

问:谁在使用3D打印机?
答:有很多人在家里打印3D物体。自2003年以来,售出的材料打印机比以前多了很多。另外,3D打印机的成本已经下降,这使得更多的人可以使用它们。

问:这项技术已经存在多久了?
答:这项技术自2003年以来就一直存在,当时卖出的材料打印机比以前多很多。
问:大多数3D打印机的价格是多少?

答:由于技术的进步,现在大多数3d打印机的价格比2003年的时候要低,这使得价格随着时间的推移而大幅下降。

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