2500字3d打印科技论文
2500字3d打印科技论文
3D打印技术是通过连续的物理层叠加，可以逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造。下面是小编为大家精心推荐的2500字3d打印科技论文，希望能够对您有所帮助。
3d打印科技论文篇一
3D打印机及其工作原理
【摘 要】3D打印机以数字模型文件为基础，通过利用粉末状的塑料及金属等可粘合材料，采取逐层打印的方式来构造物体。3D打印机依托多种尖端技术，提供了广阔的打印空间。本文对3D打印机的工作原理进行简单分析，探讨3D打印机的发展。
【关键词】3D打印;打印技术;工作原理;3D打印机;发展
引言
3D打印机是意大利发明家恩里科.迪尼发明的新型打印机。恩里科.迪恩用3D打印机打印了一栋完美的建筑。不仅如此，3D打印机甚至可以在航天器中为宇航员提供需要的任何形状物品。3D打印机属于快速成形技术的一种，是科技发展及技术进步的重要表现形式。
1 3D打印技术概述
3D打印技术是通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造。作为一种综合性应用技术，3D打印技术综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统，主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外，新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。 目前，3D打印技术主要应用于产品原型、模具制造，以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些领域传统依赖的精细加工工艺。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外，在生物工程与医学、建筑、服装等领域，3D打印技术的引入也为创新开拓了广阔的空间。
2 3D打印机及其工作原理
2.1 3D打印机的工作原理
3D打印机的工作原理其实很简单，通俗地说，首先在电脑上设计一个完整的三维立体模型(也成为计算机辅助性设计)，然后把胶体或粉末等“打印材料”装入打印机，再将打印机与电脑相连接，就可以通过电脑控制把“打印材料”和三维立体模型一层层地叠加，最终把计算机上的蓝图变成实物。这种通过连续的物理层创建出三维对象的3D打印技术是叠加式制造工序的一种形式，与传统的叠加式制造工序相比，其具有速度快、价格便宜等优点。在Windows网络或工作站上运行的打印设备软件可以读取大部分的3D文件格式计算机辅助设计绘图数据。这种软件的作用就是将数据传输至3D打印设备，从而控制印刷头的移动与材料输出。在3D打印设备工作时，塑性模型材料细丝与可溶性支撑材料将被加热至半液体状态，然后通过挤压头输出，精确地沉积成极其细微的分层。分层的厚度范围在0.005英寸至0.013英寸(即0.127毫米至0.33毫米)，具体数值取决于打印设备性能。
印刷头只沿水平方向或垂直方向移动，模型与支撑材料将自低而上地构造，压盘根据实际情况上下移动。在构造模型时，有了支撑材料(图中褐色部分物件)的承托，模型的悬挂部分能够顺利完成材料沉积，此外，支撑材料还有助于构造结构复杂的模型，如嵌套结构，以及具有移动部件的多重组件。打印工作完成后，可以将模型置于水中，支撑材料将会自行溶解，如果需要，还可以为模型涂上颜料，或者进行其它处理。每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用。
2.2 3D打印机可以打印的物品。
3D打印机能够打印自行车、汽车、电控飞行器，手枪、卫星零部件……。美国3D打印服务提供商已经“打印”了75万种产品，使用的材料包括塑料、不锈钢、银、陶瓷和玻璃等，数量之多令人惊叹。如今，3D打印技术正计划被用于各种武器装备，如水面舰艇、潜艇和战机的设计制造。据报道，美军已经开始测试3D打印技术，建立起移动远征实验室，实际上是一个数字加工工作室。该实验室是一个20英尺的标准集装箱，其中装备了3D打印机、计算机辅助铣削机、激光切割器、等离子切割器和水刀等。此外，该实验室还包含发电机、空调系统及卫星通讯设备。ELM实验室造价280万美元，这其中不包含设计和运行人员的工资。
(1)世界首款3D军用打印机。3D军用打印机又称“三维打印机”，是由计算机辅助设计数据，通过成型设备以材料累加的方式，制成实物模型的制造技术。它通过电子制图、远程数据传输、激光扫描、材料熔化等一系列技术，使特定金属粉或记忆材料熔化，并按照电子模型图的指示一层层叠加起来，最终制造出实物。
(2)世界首款3D打印军用汽车。世界首款3D打印军用汽车，4500公里油耗38升。这款汽车拥有3个车轮，动力7马力，并且采用的是后轮驱动的方式，预计将会在2015年正式上路。
(3)世界首款3D打印军用手枪。近日，一家美国公司利用3D打印技术，成功造出AR-15半自动步枪的弹匣及其他部件。不久后，这家公司又在互联网上公布，首款名为“解放者”的3D打印手枪试射成功。据报道，这款3D金属手枪，已经成功发射了50发子弹，且多次击中30公尺外的靶心。
(4)世界首款3D打印直升机起落架。目前，世界强国都希望用3D打印技术来制造直升机的起落架。他们针对电动车的开发，带来新的电池技术，可减少电池尺寸，延长电池寿命;他们研发分散式供暖技术，预计三年后实验成功……3D打印越来越牛，它已经可以打印出直升机上用的钛合金零部件
(5)3D打印衣服。在3D打印时代，人人都是设计师。3D打印的好处在于只要能画出图，就能成真，这种技术也逐渐成为当今潮流思维的重要环节，对时尚服装起到了一定的推动作用。在世界各地的时装周上，就曾展示出多款3D打印制作的服装，这种节约成本和时间的设计生产方式，值得服装设计界广泛关注和思考。
2.3 3D打印技术所依托的关键技术
3D打印技术需要依托多个学科领域的尖端技术，主要包括以下方面：信息技术，即要有先进的设计软件及数字化工具，辅助设计人员制作出产品的三维数字模型，并根据模型自动分析出打印的工序，自动控制打印器材的走向;精密机械，即3D打印技术以“每层的叠加”为加工方式，产品的生产要求高精度，必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求;材料科学，即用于3D打印的原材料较为特殊，必须能够液化、粉末化、丝化，在打印完成后又能重新结合起来，并具有合格的物理、化学性质。
3 3D打印机未来的发展趋势
随着3D打印技术的不断突破，新材料的日益改善，3D打印的速度、尺寸在不断提高，其技术在不断优化，应用领域在不断扩展，特别是图形艺术领域的潜力，三维的概念模型能更好地传达制作者的想法或解决方案，一张图可以胜过几百甚至上千个文字的描述。专业人士坚信个性化或定制化的3D打印可以将一个所想象的三维模型即时摆在眼前，能够快速改进产品，增长幅度将超过想象，将会改变社会各种应用的未来。
3D打印技术将淘汰传统生产线，缩短制作周期，大大减少生产废料，所需原材料用量将减少到原来的几分之一。3D打印不仅节约成本，提高制作精度，也将弥补传统制造的不足，并将在民用市场迅速崛起，从而开启制造业的新纪元，为印刷工业带来新的机遇。
4 结束语
3D打印机的应用，缩短产品制作周期，同时也能够提高产品材料利用率。随着3D打印技术越来越成熟，在不久的未来，3D打印将对人类的生活造成冲击，为人类发展增添新的技术支持。
参考文献：
[1]刘欣灵.3D打印机及其工作原理[J].网络与信息，2012(2).
[2]徐秉君.3D打印机――打造未来世界[J].科技创新与品牌，2013(8).
3d打印科技论文篇二
3D打印――让技术照进艺术
摘要：文章对近年来热门的3D打印话题进行了一个梳理。这样一个新鲜事物的出现必然会对人们的生产生活产生新的影响，有可能是积极的，也有可能是消极的。3D打印的出现对于艺术和设计领域又会带来些什么变革?文章着重在艺术与设计领域对这个问题进行了阐释与猜想。
关键词：3D打印;技术与艺术;发展趋势
中图分类号：J022 文献标识码：A 文章编号：2095-4115(2014)09-103-1
近年来3D这个词出现的频率越来越高，如3D电影、3D全息投影、3D打印等。不再满足于平面事物的人们开始接受3D技术带来的感官上的新体验。世界每时每刻都在变化，而这些由科技的飞速发展引起的人们行为、观念上的改变，也给传统意义上的艺术带来了巨大的冲击。在整个艺术的发展历程中我们可以看到，医学和人体解剖学的研究，为素描、雕塑提供了重要的理论参考;几何与透视学的发展，为绘画提供了透视理论;材料化学的进步，为油画家提供了富有层次的色彩表现空间;光学研究的发展，使印象派画家遵循光学原理，分析和组织物象的各种关系，同时光学应用的研究还促成了摄影艺术的诞生。科学的每一次进步，都会对艺术领域产生巨大的影响，同时也成为艺术形式繁荣的发展动力。
在每个人的心中，都有一个设计师的梦，我们幻想可以设计生活中的每一样物品，随心所欲地过自己想要的生活。因此，当3D打印机的概念出现后，我们不断地憧憬，它到底能做什么，我们能为自己的生命设计些什么?3D打印已然成为一种潮流，并开始广泛应用在设计领域。
一、3D打印在艺术与设计领域的成果
3D打印并非多新的技术，在20世纪80年代便已产生，只是如今才进军艺术和设计市场用以制造汽车零部件、家具和珠宝等。
(一)3D打印服装
巴黎时装周上，当一位模特身着3D打印服装走上T台的一刻，科技与时尚的碰撞产生了奇妙的效果。这条简单的黑色裙子并不十分前卫，但时尚评论家对它的制作方式十分着迷。该服饰系列是与奥地利建筑师JuliaKoerne，以及一个叫Materialize的比利时公司合作的成果。3D打印机分别印制了此次服装的不同部位，这也是多种材料最终能制成一件成衣的原因：不同部位的单独印制使得硬质材料和软质材料能互相配合，最终成型。3D打印服饰重新解释了“技术服装”的定义，进而取代了精细的手工刺绣和针线活。
(二)3D打印灯具、乐器、首饰等小型产品
2012年在纽约材料联合会开幕的展览“打印/3D”的主题便是“3D打印如何改变艺术、工业和一切的未来?”。3D打印破除了设计中的障碍，标准制造和手工生产的各种约束一直是设计遭遇的挑战，而3D打印出的小型产品显得更精致，复杂的结构和花纹及生产速度也是手工生产很难达到的。
(三)3D打印建筑
荷兰阿姆斯特丹建筑大学的建筑设计师JanjaapRuijssenaars设计了全球第一座3D打印建筑物“LandscapeHouse”，特别模拟了莫比乌斯环。Ruijssenaars和数学家、艺术家RinusRoelofs共同设计了这个项目，利用3D打印机逐块打印出来，然后拼接成一个整体建筑。和打印小型物品不同，这次需要用到的3D打印机也极其庞大，是由意大利发明家EnricoDini设计出来的“D-Shape”，可以使用砂砾层、无机粘结剂打印出一幢两层小楼。
(四)3D打印房屋
据国外媒体报道，英国伦敦的一家建筑企业SoftkillDesign率先提出了3D打印房屋的新概念――原材料来自塑料，外观像蜘蛛网。这种房屋将用维可牢尼龙搭扣或类似按钮的紧固件固定在一起，而这些在传统建筑技术中则不需要。3D打印房屋这一构想是2012年伦敦3D打印展上展出的一款打印房屋原型的延伸，原型以纤维尼龙结构作为骨架，来代替实心的墙体。房屋组件采用激光烧结的生物塑料，在3D印刷厂中制造，这比用沙子或混凝土印制的质量更好。
二、3D打印在艺术与设计领域的瓶颈
3D打印技术在艺术设计领域也有它将会面临的困境。首先在艺术品收藏领域。3D打印让赝品制造者有了更好的工具，举例说：油画耗材的出现，只要做油画表面的精细扫描，轻易就能打印出一件艺术品。其次在设计领域。创意疲劳将很快出现，信马由缰地滥造，个性化展示反而让人们有了新的审美需求。某种程度的“审美倒退”其实是对优秀设计有了更高要求――人们将更加注重功能与巧思绝妙结合的设计。
三、3D打印在艺术与设计领域的发展趋势
随着3D打印技术的越来越成熟，它在艺术与设计领域的未来发展趋势又将是怎样的?
首先，定制化将成为常态。今后购买的设计产品将根据个人的具体信息进行定制，产品通过3D打印制造并直接送到你的家里。其次，产品创新速度将加快。由于运用3D打印的快速原型制造技术能够缩短把产品概念转化为成熟产品设计的时间，设计人员将能够专注于产品的功能。迅速降低的成本、功能得到改进的设计软件以及越来越多的打印材料，意味着设计师将更方便地使用3D打印机，他们能够在设计的初期就打印出原型产品进行修改，从而加速创新，其结果将是更好的产品以及更快的设计速度。
随着3D打印机的出现和推广，越来越多的想法和设计得以借助这种技术发展起来。3D打印技术的未来发展值得期待，它会不会是又一次新的工业革命，再一次改变人类的生产生活方式，推动人类文明向前迈进一大步，让我们拭目以待。
参考文献：
[1]刘月.3D打印机，印出新世界?![J].印刷技术，2011，(09).[2]王雪莹.3D打印技术与产业的发展及前景分析[J].中国高新技术企业(中旬刊)，2012，(09).
[3]宫秀滨，刘丽华编译.用打印机“打”出你的房子来[N].计算机世界，2006.
作者简介：
徐莉莉，南京艺术学院研究院。
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