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3D打印技術介紹 3D打印可應用于哪些方面?

  • 2019年7月12日 ZhangHongYuan來源:互聯網 1430 94
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3D打印技術介紹 3D打印可應用于哪些方面?

3D打印(3DP)即快速成型技術的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。

3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型,后逐漸用于一些產品的直接制造,已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。

2019年5月,印度研究人員成功用3D生物打印技術打印出人造皮膚。

3D打印可應用于哪些方面

國際空間

2018年12月3日,這臺名為Organaut的突破性3D打印裝置,執行“58號遠征”(Expedition 58)任務的“聯盟MS-11”飛船送往國際空間站。打印機由Invitro的子公司“3D生物打印解決方案”(3D Bioprinting Solutions)公司建造。Invitro隨后收到了從國際空間站傳回的一組照片,通過這些照片可以看到老鼠甲狀腺是如何被打印出來的。美國計劃于2019年春季將生物打印機送上國際空間站。

海軍艦艇

2014年7月1日,美國海軍試驗了利用3D打印等先進制造技術快速制造艦艇零件,希望借此提升執行任務速度并降低成本。

2014年6月24日至6月26日,美海軍在作戰指揮系統活動中舉辦了第一屆制匯節,開展了一系列“打印艦艇”研討會,并在此期間向水手及其他相關人員介紹了3D打印及增材制造技術。

美國海軍致力于未來在這方面培訓水手。采用3D打印及其他先進制造方法,能夠顯著提升執行任務速度及預備狀態,降低成本,避免從世界各地采購艦船配件。

美國海軍作戰艦隊后勤科副科長Phil Cullom表示,考慮到成本及海軍后勤及供應鏈現存的漏洞,以及面臨的資源約束,先進制造與3D打印的應用越來越廣,他們設想了一個由技術嫻熟的水手支持的先進制造商的全球網絡,找出問題并制造產品。

航天科技

2014年9月底,NASA預計將完成首臺成像望遠鏡,所有元件基本全部通過3D打印技術制造。NASA也因此成為首家嘗試使用3D打印技術制造整臺儀器的單位。

這款太空望遠鏡功能齊全,其50.8毫米的攝像頭使其能夠放進立方體衛星(CubeSat,一款微型衛星)當中。據了解,這款太空望遠鏡的外管、外擋板及光學鏡架全部作為單獨的結構直接打印而成,只有鏡面和鏡頭尚未實現。該儀器將于2015年開展震動和熱真空測試。

這款長50.8毫米的望遠鏡將全部由鋁和鈦制成,而且只需通過3D打印技術制造4個零件即可,相比而言,傳統制造方法所需的零件數是3D打印的5-10倍。此外,在3D打印的望遠鏡中,可將用來減少望遠鏡中雜散光的儀器擋板做成帶有角度的樣式,這是傳統制作方法在一個零件中所無法實現的。

2014年8月31日,美國宇航局的工程師們剛剛完成了3D打印火箭噴射器的測試,本項研究在于提高火箭發動機某個組件的性能,由于噴射器內液態氧和氣態氫一起混合反應,這里的燃燒溫度可達到6000華氏度,大約為3315攝氏度,可產生2萬磅的推力,約為9噸左右,驗證了3D打印技術在火箭發動機制造上的可行性。本項測試工作位于阿拉巴馬亨茨維爾的美國宇航局馬歇爾太空飛行中心,這里擁有較為完善的火箭發動機測試條件,工程師可驗證3D打印部件在點火環境中的性能。

制造火箭發動機的噴射器需要精度較高的加工技術,如果使用3D打印技術,就可以降低制造上的復雜程度,在計算機中建立噴射器的三維圖像,打印的材料為金屬粉末和激光,在較高的溫度下,金屬粉末可被重新塑造成我們需要的樣子?;鸺l動機中的噴射器內有數十個噴射元件,要建造大小相似的元件需要一定的加工精度,該技術測試成功后將用于制造RS-25發動機,其作為美國宇航局未來太空發射系統的主要動力,該火箭可運載宇航員超越近地軌道,進入更遙遠的深空。馬歇爾中心的工程部主任克里斯認為3D打印技術在火箭發動機噴油器上應用只是第一步,我們的目的在于測試3D打印部件如何能徹底改變火箭的設計與制造,并提高系統的性能,更重要的是可以節省時間和成本,不太容易出現故障。本次測試中,兩具火箭噴射器進行了點火,每次5秒,設計人員創建的復雜幾何流體模型允許氧氣和氫氣充分混合,壓力為每平方英寸1400磅。

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