3d打印技術是不是人工智能?制造技術大緻可分為三種方式其一是材料去除方式,也稱為減材制造,一般是指利用刀具或電化學的方法,去除毛坯中不需要的材料,剩下的部分即是所需加工的零件或産品其二是材料成形方式,也稱為等材制造,鑄造、鍛壓、沖壓等均屬于此種方法,主要是指利用模具控形,将液體或固體材料變為所需結構的零件或産品這兩種方法是傳統的制造方法,例如鑄造技術從三千多年前的青銅器時代就開始使用其三是近30年發展起來的3D打印技術,也稱為增材制造,它是用材料逐層累積制造物體的方法,我來為大家講解一下關于3d打印技術是不是人工智能?跟着小編一起來看一看吧!
制造技術大緻可分為三種方式。其一是材料去除方式,也稱為減材制造,一般是指利用刀具或電化學的方法,去除毛坯中不需要的材料,剩下的部分即是所需加工的零件或産品。其二是材料成形方式,也稱為等材制造,鑄造、鍛壓、沖壓等均屬于此種方法,主要是指利用模具控形,将液體或固體材料變為所需結構的零件或産品。這兩種方法是傳統的制造方法,例如鑄造技術從三千多年前的青銅器時代就開始使用。其三是近30年發展起來的3D打印技術,也稱為增材制造,它是用材料逐層累積制造物體的方法。
1技術原理
人們将3D打印技術稱作“上上個世紀的思想,上個世紀的技術,這個世紀的市場”。因為其起源可以追溯到19世紀中期,在業内的學名為“增材制造”,一直隻在業内小衆群體中傳播,直到20世紀80年代才出現成熟的技術方案,在當時,撇開其昂貴的價格不說,能打印出的數量也極少,幾乎沒有面向個人的打印機産品,都是面向企業級用戶。随着時間的推移,在技術逐漸走向成熟的今天,尤其是MakerBot系列以及REPRAP開源項目的出現,使得越來越多的愛好者積極參與到3D打印的發展與推動中。與日俱增的新創意、新應用,以及指數級增長的市場份額,都讓人感受到3D打印技術的春天。
美國材料與測試協會增材制造技術委員會(ASTM F42)對增材制造的定義是:一種與減材制造相反,根據三維數據把材料集中一體的生産過程。按照這一權威定義,增材制造必須由數據驅動。3D打印技術是一系列增材制造技術的統稱,其基本原理都是疊層制造,即由快速原型機在X-Y軸坐标方向生成目标物體的截面形狀,然後在Z軸坐标間斷地作層面厚度的位移,最終形成三維制件。而在人類曆史的大部分時間裡,我們通過切割原料或通過模具成型制造新的實體物品,例如鑄造(等材制造)或切削鑽孔(減材制造)。
桌面級3D打印平台
大多數人第一次聽到3D打印時,他們就想到了傳統的桌面打印機。3D打印其實和傳統打印非常相似,都是由數據驅動硬件完成打印。通常來說,人們使用傳統技術的噴墨打印機進行打印,過程是這樣的:輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕,一份數字文件便被傳送到一台噴墨打印機上,接着打印機将一層墨水噴到紙的表面形成一副二維圖像。而使用3D打印機也是一樣,控制軟件會通過切片引擎(用于将立體模型分解成多個橫截面)完成一系列數字切片,然後将這些切片信息傳送到3D打印機上,後者會進行逐層打印,然後堆疊起來,直到一個固态物體成型。
就終端用戶的實際體驗而言,往往是感覺不到3D打印和傳統打印在制作流程上的不同,能感受到的最大區别在于使用的“墨水”是實實在在的原材料,正是因為這樣的相似,增材制造技術才會被形象地稱為3D打印技術。
普通打印機
3D打印機
其實兩者在打印材料和原理上存在着較大差異。3D打印材料可以分為金屬和非金屬兩大類,形态包括固态、液态、粉末等,每一類材料都對應一種或多種打印原理。對于設備用戶而言,3D打印和傳統打印的最主要的區别是電腦上要設計出的是一個完整的三維立體模型,然後再進行打印輸出。因此,3D打印在複雜程度上遠超傳統打印。
傳統打印與3D打印對比
傳統打印 | 3D打印 | |
數據類型 | 二維 | 三維 |
數據生成方式 | 文字輸入、圖片拍攝、畫圖 | 建模、畫圖、三維掃描 |
數據處理 | 一般無需處理 | 分層、轉換、平滑處理等 |
打印原理 | 噴墨、激光 | 材料擠出、噴射、層疊、光聚合等 |
打印材料 | 墨水(液态) | 金屬、非金屬材料(固态、液态、粉末等) |
3D打印流程一般包括數據獲取、數據處理,打印和後處理四個步驟。前兩個步驟主要涉及軟件和光學成像技術,第三個步驟涉及材料、機械和電子。前三個步驟相輔相成,任何一個環節存在問題都會影響打印的最終結果。後處理步驟更多是采用傳統加工方式改善打印物品的外觀和特性。
由于打印步驟所涉及的技術和領域最廣泛,行業内的關注點普遍集中在打印步驟。3D打印的核心技術大多也圍繞着這一步驟發展。
2 技術類别
3D打印技術發展至今,在最初的基礎上已經衍生出幾十種打印技術,基于不同的原理有不同的分類方法。我們按不同的打印原理、所用耗材和成型原理的差異以及打印耗材種類,來列舉三種不同的分類方法。
ASTM F42增材制造技術委員會在其發布的《增材制造技術标準術語》(ASTM F2792-12a)把打印原理分為七大類。
3D打印技術分類(基于打印原理)
打印原理 | 技術 | 材料範圍 | 國外代表公司 | 國内代表公司 |
材料擠出Material extrusion | FDM | 熱塑性材料 | Stratasys、MakerBot | 北京太爾時代、杭州銘展 |
材料噴射Material jetting | Polyjet、MJM、DoD | 光敏聚合物、蠟 | Objet、3D Systems、Solidscape | 康碩集團 |
粘合物噴射Binder jetting | 3DP | 金屬粉末、陶瓷粉末、砂、石膏 | Exone、3D Systems | |
薄片層疊Sheet lamination | LOM | 紙、金屬箔、塑料薄膜 | Helisys、Mcor | 濱湖機電 |
光固化Vat photopolymerization | SLA、DLP | 光敏聚合物 | 3D Systems、Envisiontec | 陝西恒通、聯泰三維、東莞智維 |
粉末床融合 Powder bed fusion | DMLS、SLS、SLM、EBM、SHS | 钛合金、钴鉻合金、不鏽鋼、鋁、金屬粉末、陶瓷粉末、尼龍粉末 | 3D Systems、EOS、ReaLizer、Arcam | 北京隆源、湖南華曙、華科三維、西安鉑力特 |
定向能量沉積Directed energy deposition | LENS、Direct metal deposition | 金屬合金 | Optomec、POM |
資料來源:ASTM
根據所用耗材形态和成型原理的差異,目前主流的3D打印技術大緻可分為擠出熔融成型、粒狀物料成型、光聚合成型等三種類型。每個類型按成型技術的不同,又演化出多個種類。其中,熔融層積(FDM)屬于擠出熔融成型類,粒狀物料成型類包括直接金屬激光燒結(DMLS)、電子束熔融(EBM)、選擇性激光燒結(SLS)、選擇性熱燒結(SHS)、選擇性激光熔化成型(SLM),光聚合成型類則包括光固化成型(SLA)、數字光處理(DLP)、聚合物噴射(PI)。
随着技術發展和市場需求不斷提高,基于典型3D打印技術衍生出了一些新的技術,比如石膏3D打印(PP)、分層實體制造(LOM)、三維打印(3DP)、電子束自由成型制造(EBF)、激光淨形制造(LENS)等。
3D打印技術分類(基于物料形态和成型原理)
資料來源:華融證券
如果基于打印耗材種類的不同,3D打印技術又可分為非金屬3D打印技術和金屬3D打印技術。其中,FDM、SLA、DLP、3DP等屬于非金屬3D打印技術;SLM、DMLS、EBM等屬于金屬材料3D打印技術。
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