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    3D打印在社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用

    2021-05-13 09:22孫杭趙建平
    科技風(fēng) 2021年13期
    關(guān)鍵詞:成型模型材料

    孫杭 趙建平

    摘?要:3D打印技術(shù)是綜合了控制技術(shù)、信息技術(shù)、三維數(shù)字技術(shù)等眾多技術(shù)的新型技術(shù)產(chǎn)物。通過(guò)對(duì)3D打印技術(shù)成型工藝的闡述,對(duì)其成型工藝的材料和特點(diǎn)進(jìn)行介紹。根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)和使用場(chǎng)合的不同,如在醫(yī)療、文物修復(fù)、食品加工、服裝設(shè)計(jì)、航空航天、建筑等方面的應(yīng)用,為3D打印技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展和探索提供了參考依據(jù)。

    關(guān)鍵詞:3D打印;醫(yī)療;文物修復(fù);食品加工;航天;建筑;服裝設(shè)計(jì)

    3D打印是快速成型技術(shù)的一種,也稱“增材制造”,以數(shù)字模型為基礎(chǔ),通過(guò)軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng),利用激光束、電子束等工具將食用(植物蛋白、動(dòng)物蛋白)、金屬、陶瓷、醫(yī)用樹(shù)脂、薄膜、特殊合金等材料,經(jīng)過(guò)逐層堆疊、層層打印,制造實(shí)體產(chǎn)品的過(guò)程。相比傳統(tǒng)的模具制造、機(jī)械加工而言,3D打印技術(shù)更加“先進(jìn)快捷”。3D打印只要能生成三維數(shù)字模型,就能打印所需要的產(chǎn)品。3D打印技術(shù)具有節(jié)時(shí)、節(jié)能、個(gè)性化定制、高精度、高復(fù)雜、降低組裝成本等優(yōu)點(diǎn)。在醫(yī)療、食品加工、航天、文物修復(fù)、建筑等方面因其特殊的加工方式而得到了廣泛的應(yīng)用[1]。

    1?3D打印技術(shù)的成型工藝

    3D打印技術(shù)的成型工藝分為:熔融沉積式(FDM)、電子束自由成形制造(EBF)、直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)、電子束熔化成型(EBM)、選擇性激光熔化成型(SLM)、選擇性熱燒結(jié)(SHS)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、分層實(shí)體制造(LOM)、立體平板印刷(SLA)、數(shù)字光處理(DLP)等。

    (1)熔融沉積式(FDM)。以熱塑性樹(shù)脂、食用材料(面粉、巧克力、牛奶等)、熱熔共晶金屬、高柔性材料為打印原料,用高溫噴嘴將材料加工成熔融狀態(tài),根據(jù)CAD的工件截面輪廓信息,沿水平面運(yùn)動(dòng),一層截面成型后進(jìn)行下一層的堆積,如此循環(huán),直到三維產(chǎn)品成型。該方法特點(diǎn)是使用和維護(hù)簡(jiǎn)單、成本低、速度快,可以用作小批量生產(chǎn)[2]。

    (2)電子束自由成形制造(EBF)。以鋁、鎳、鈦、不銹鋼、合金等材料,首先創(chuàng)造一個(gè)真空空間,利用高能量的離子束對(duì)金屬材料表面進(jìn)行轟擊,轟擊后會(huì)在表面形成熔化池,金屬材料在熔化池內(nèi)熔化,并按照預(yù)先規(guī)定的路徑運(yùn)動(dòng),使金屬逐層堆疊凝固,形成致密的合金,直到制造出金屬零件或毛坯。該方法特點(diǎn)是成形速度快、材料利用率高、無(wú)反射、能量轉(zhuǎn)化率高。

    (3)直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)。以鎳基、鈷基、鐵基合金、碳化物復(fù)合材料為原料,通過(guò)二氧化碳激光器產(chǎn)生激光,對(duì)激光進(jìn)行傳輸,用振鏡進(jìn)行控制,使合金粉末融化,一層一層疊加形成產(chǎn)品。該方法特點(diǎn)是結(jié)合強(qiáng)度高、變形小、熔覆工藝好、工藝時(shí)間短[3]。

    (4)電子束熔化成型(EBM)。以導(dǎo)電金屬為材料,用逐層制造法制成密實(shí)度與鍛造件完全相同的零件。在一層鈦粉膜熔化并凝固后,下一層鈦粉膜重復(fù)施行,直至整個(gè)零件制成。該方法特點(diǎn)是熔煉溫度高、爐子功率和加熱速度高、提純效果好[4]。

    (5)選擇性激光熔化成型(SLM)。其材料同電子束自由成形制造技術(shù)類似,以金屬和合金材料為主,利用金屬粉末在激光束的熱作用下完全熔化,經(jīng)冷卻而凝固成型的一種工藝。該方法特點(diǎn)是產(chǎn)品力學(xué)性能好、精度和表面質(zhì)量有保證。

    (6)選擇性熱燒結(jié)(SHS)。以熱塑性粉末為材料,使用的熱打印頭,被保持在升高的溫度下,這樣的機(jī)械掃描頭只需要提升的溫度稍高于粉末的熔融溫度,以選擇性地結(jié)合,直到產(chǎn)品成型。該方法特點(diǎn)是價(jià)格實(shí)惠和高質(zhì)量的印刷。

    (7)選擇性激光燒結(jié)(SLS)。以金屬、陶瓷、塑料等材料的粉末為原料,采用激光有選擇地分層燒結(jié)固體粉末,并使燒結(jié)成型的固化層層層疊加生成所需形狀的產(chǎn)品。特點(diǎn)是材料適用面廣、精度高、強(qiáng)度高[3]。

    (8)分層實(shí)體制造(LOM)。以紙片、金屬薄膜、塑料薄膜等為材料,將其背面涂有熱熔膠的材料用激光切割,切割完一層,將新的一層疊加上去,用熱粘壓黏合在一起,然后切割、黏合,直到三維物件成型。其特點(diǎn)是成本低、效率高、模型支撐性好[5]。

    (9)立體平板印刷(SLA)。以液態(tài)光敏樹(shù)脂為材料,通過(guò)計(jì)算機(jī)控制紫外激光使其凝固成型。其特點(diǎn)是精度高、強(qiáng)度和硬度好,可制造出較為復(fù)雜的空心部件[6]。

    (10)數(shù)字光處理(DLP)。以光硬化樹(shù)脂為材料,用數(shù)字光源以面光的形式在液態(tài)光敏樹(shù)脂表面進(jìn)行層層投影,層層固化成型。特點(diǎn)是超高精度、表面光滑、材質(zhì)好[7]。

    2?3D打印技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

    2.1?在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

    在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中是通過(guò)以下過(guò)程來(lái)構(gòu)建三維模型的:醫(yī)學(xué)圖形圖像三維重構(gòu)技術(shù)→CT\\MRI斷層數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics→通過(guò)閾值提取輪廓→利用軟件區(qū)域增長(zhǎng)工具進(jìn)行熱選擇→生成三維數(shù)字模型。

    2.1.1?3D打印牙齒

    3D打印牙齒以醫(yī)用型樹(shù)脂為原材料,采用SLS技術(shù)[8]。3D打印在口腔醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用包括:修復(fù)領(lǐng)域、正畸領(lǐng)域、種植領(lǐng)域、頜內(nèi)外科領(lǐng)域。在修復(fù)領(lǐng)域,可以通過(guò)3D打印技術(shù)制作義齒、牙模、仿真牙齦、咬槽骨等。在種植領(lǐng)域,在實(shí)施手術(shù)前,先用3D打印技術(shù)打印患者牙齒模型,通過(guò)對(duì)模型規(guī)劃進(jìn)行手術(shù);這樣不僅可以減少手術(shù)的誤差和風(fēng)險(xiǎn),還能使義齒的植入更加貼合人體。在正畸領(lǐng)域,可以制作各種個(gè)性化的正畸產(chǎn)品,比如,3D打印正畸牙套,可以讓患者一次就診當(dāng)場(chǎng)戴牙。不僅極大地提高了生產(chǎn)效率,而且還能給患者美觀舒適的體驗(yàn)[9]。

    2.1.2?3D打印骨骼植入體

    3D打印骨骼主要用到熔融沉積技術(shù)、立體光刻技術(shù)和選擇性激光燒結(jié)技術(shù)。3D打印骨骼用到材料如下:金屬材料、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料等。醫(yī)生可以使用計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)獲取患者的創(chuàng)傷骨骼的三維數(shù)字模型,并根據(jù)患者的傷勢(shì)情況做出調(diào)整,打印出符合患者的創(chuàng)傷骨骼模型。醫(yī)生可以通過(guò)參考3D打印實(shí)體模型進(jìn)行手術(shù)模擬,優(yōu)化手術(shù)過(guò)程。3D打印還可以打印一些如骨釘、骨板等創(chuàng)傷植入體模型,使用具有生物活性的可吸收材料,來(lái)達(dá)到幫助骨骼矯正恢復(fù)的作用。因?yàn)檫@些材料具有生物活性可以被人體所接受,并不需要作額外的手術(shù)取出,防止二次傷害,影響患者康復(fù)[10]。

    2.1.3?3D打印活體器官

    3D打印可以用來(lái)打印人體器官雛形,先建立器官的三維數(shù)字模型,根據(jù)3D打印機(jī)建好的三維數(shù)字模型逐層打印出實(shí)物模型。此3D打印機(jī)有兩個(gè)打印頭,一個(gè)放置患者的人體細(xì)胞,被稱為“生物墨”;另一個(gè)可打印“生物紙”,其成分主要是水的凝膠用作細(xì)胞生長(zhǎng)的支架。因?yàn)?D打印機(jī)所采用的是患者的人體干細(xì)胞,所以并不會(huì)發(fā)生排異反應(yīng)。其過(guò)程是先在打印機(jī)中生成已經(jīng)建立好的三維數(shù)字模型,先把3D模型打印好,然后將一層細(xì)胞置于另一層上,打印完一層生物墨細(xì)胞,再補(bǔ)上一層生物紙凝膠,直到新器官打印完成[11]。

    2.1.4?3D打印皮膚、義眼和假肢

    人類皮膚是由真皮層和表皮層組成,真皮層主要由成纖維細(xì)胞構(gòu)成;表皮細(xì)胞由角質(zhì)細(xì)胞、黑色素細(xì)胞等構(gòu)成。3D打印皮膚的結(jié)構(gòu)必須類似于人體皮膚才不會(huì)發(fā)生排異反應(yīng)。3D打印皮膚所需要的生物材料分為真皮層和表皮層,真皮層材料是“特殊生物墨水”于成纖維細(xì)胞等材料的融合;表皮層材料是“特殊生物墨水”于角質(zhì)細(xì)胞、黑色素細(xì)胞等材料的融合。這種特殊的生物墨水一般由凝膠和血小板等細(xì)胞組成。

    傳統(tǒng)手工制造義眼,如何使眼窩與義眼完美匹配也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)義眼是一種“奢侈品”,因其制造困難和耗時(shí)較長(zhǎng),所以其價(jià)格居高不下。義眼并不能視物,但其可以幫助促進(jìn)眼部肌肉的活性,也可以幫助那些先天眼睛有缺陷的兒童,使其外貌接近正常兒童以避免受到歧視。3D打印義眼是通過(guò)CBCT掃描來(lái)制作3D打印模型。3D打印義眼最困難的一步是如何得到眼睛的精確三維數(shù)字模型。

    人們的肢體一旦受到損傷,會(huì)給生活帶來(lái)數(shù)不清的麻煩,3D打印假肢就應(yīng)運(yùn)而生。3D打印假肢所用的材料是鈦金屬,因其耐用、輕質(zhì)、生物相容性非常好,而廣泛用于生物領(lǐng)域中。3D打印與傳統(tǒng)手工制作相比更加適應(yīng)人體需要。3D打印假肢可以根據(jù)患者的需要進(jìn)行個(gè)性化的制造,因其材料的高利用率和高性能,使打印的假肢不僅在使用上更加貼合舒適,而且非常輕便,不會(huì)給患者帶來(lái)額外的負(fù)擔(dān)。

    2.1.5?3D打印藥丸

    立體光固化成型(SLA)技術(shù)可以用于制作3D打印藥物。能在打印前將藥物與光固化結(jié)合在一起,保持藥物內(nèi)部的“固化矩陣”,從而減少藥物降解。2016年3月,F(xiàn)DA批準(zhǔn)的癲癇藥物SPRITAM便是使用3D打印技術(shù)制造藥片特殊的結(jié)構(gòu),以便其更快速溶解[12]。

    2.1.6?3D打印醫(yī)用器械

    3D打印技術(shù)在特殊醫(yī)用器械的制造中被廣泛應(yīng)用。3D打印產(chǎn)品在輔助治療方面:如矯正器、助聽(tīng)器、導(dǎo)航板、關(guān)節(jié)支架等諸多醫(yī)療器械,已經(jīng)在臨床醫(yī)療中得到大規(guī)模應(yīng)用。手術(shù)器械方面:進(jìn)行不同的手術(shù)要用到不同的手術(shù)器械,當(dāng)遇到特殊的病人要用到“獨(dú)特”的醫(yī)療器械進(jìn)行手術(shù)。傳統(tǒng)制造工藝對(duì)于這種“獨(dú)特”的醫(yī)療器械進(jìn)行制造遠(yuǎn)沒(méi)有3D打印技術(shù)的效率高,而且3D打印技術(shù)可以滿足其所需要的任何器械(理論上)[13]。

    2.2?3D打印在文物修護(hù)中的應(yīng)用

    歷史上遺留下來(lái)的遺跡、文物都具有重要的歷史價(jià)值。任何的文物、遺跡都是當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)水平的體現(xiàn),反映了當(dāng)時(shí)的政治、經(jīng)濟(jì)、軍事和文化狀況。對(duì)于研究古代的風(fēng)土面貌具有重要的文化價(jià)值。但是文物或遺跡出土后,如何修復(fù)是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)工藝相比,把加工材料依據(jù)不同的形狀分為點(diǎn)、線、面三種類型;依據(jù)材料的不同分為金屬材料、陶瓷材料、非金屬材料、塑料材料等,通過(guò)3D打印文物修復(fù)可以省略很多中間步驟,縮短所需的工期,減少能源損耗,降低技術(shù)的門(mén)檻需求。3D打印技術(shù)通過(guò)對(duì)文物的三維立體掃描,得到文物的外部形狀點(diǎn)集,再把這些點(diǎn)集輸入到計(jì)算機(jī)終端進(jìn)行過(guò)濾和建模[14]。

    使用3D打印技術(shù)首先要采用信息采集技術(shù),建立虛擬三維模型需要三個(gè)步驟:建立虛擬3D模型→處理虛擬3D模型→打印虛擬3D模型三個(gè)步驟。其中建立虛擬3D模型是最為困難的,文物出土后對(duì)其建立三維模型是很困難的,要用到特殊的掃描儀器。這時(shí)要用到手持式的三維掃描儀對(duì)文物進(jìn)行360度的掃描建立三維數(shù)字模型,手持三維掃描儀進(jìn)行全方位無(wú)死角的掃描,在對(duì)文物進(jìn)行掃描時(shí),不僅要把握掃描儀的平穩(wěn)性,還需要把實(shí)體文物模型全面覆蓋。為了使掃描的數(shù)據(jù)更加完整,我們需要掃描多組數(shù)據(jù)棧,為后面的數(shù)據(jù)處理工作和實(shí)體建模做基礎(chǔ)。需要關(guān)注的是在掃描過(guò)程中要注意物品的擺放位置,以便于在掃描中能把所有的數(shù)據(jù)采集到[15]。

    2.3?3D打印在食品加工中的應(yīng)用

    3D打印食品主要以3DP和FDM技術(shù)為主,以面粉、牛奶、果汁、奶酪等為材料為主。

    3D打印甜點(diǎn):可以打印出“獨(dú)特的造型”,滿足人們的需要。根據(jù)打印材料的不同,可以打印不同種類的食品。例如:(特殊造型的)巧克力、糖果、蛋糕、奶酪、小吃等。其中以巧克力為材料打印的甜品非常受年輕人喜愛(ài),他們認(rèn)為這是“愛(ài)情的象征”。消費(fèi)者可以通過(guò)3D打印技術(shù)打印出自己滿意的產(chǎn)品。

    3D打印肉制品:消費(fèi)者可以根據(jù)自己所需要的營(yíng)養(yǎng)成分來(lái)調(diào)整打印材料,從而打印出自己需要的肉制品。對(duì)于兒童、孕婦、醫(yī)院病人等特殊人群,3D打印可以制作出他們“量身定做”的產(chǎn)品。3D打印肉制品可以在原材料上做出調(diào)整,用豐富蛋白質(zhì)的昆蟲(chóng)和植物蛋白來(lái)作為原材料,可以提高人造肉的蛋白質(zhì)水平。

    3D打印航空食品:原材料簡(jiǎn)單易得,人們可以通過(guò)隨心搭配來(lái)生產(chǎn)出自己需要的食品,這些食品更容易保存,其中的碳水化合物、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及各種微量元素在沒(méi)有水分的情況下可以保存幾十年。因此可以使用高營(yíng)養(yǎng)的材料采用3D打印技術(shù)來(lái)打印食品,為我們的身體健康和高效工作提供基本保障[16]。

    2.4?3D打印在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用

    3D打印服裝主要使用FDM成型工藝。3D打印服裝要借助人體以外的空間,用工藝手段和面料性能來(lái)搭建一個(gè)人體、面料共同構(gòu)成的立體三維模型,以滿足消費(fèi)者對(duì)于功能性和審美的要求[17]。3D打印構(gòu)建的三維模型,既體現(xiàn)了服裝的功能作用,又展示了服裝的裝飾表現(xiàn)特征。目前3D打印在服裝的應(yīng)用有鞋子、內(nèi)衣褲、禮服、裙子等。通過(guò)3D打印技術(shù)不會(huì)余下廢料,也不需要制版,加工過(guò)程更加方便環(huán)保,顛覆了傳統(tǒng)的服裝制作流程[18]。

    2.5?3D打印在航空航天中的應(yīng)用

    3D打印技術(shù)在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在三個(gè)方面:產(chǎn)品外形驗(yàn)證、直接產(chǎn)品制造和精密熔模鑄造的原型制造。航空工業(yè)3D打印材料主要集中在鈦合金、鋁鋰合金、超高強(qiáng)度鋼、高溫合金等材料,這些材料基本都具有強(qiáng)度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易成型加工、傳統(tǒng)加工工藝成本高昂等特點(diǎn)[19]。而在3D打印技術(shù)方面,航空領(lǐng)域應(yīng)用較多的3D打印技術(shù)主要采用SLM(選擇性激光熔化)、EBM(電子束熔化)、DMLS(直接金屬激光燒結(jié))等技術(shù)形式。3D打印技術(shù)在衛(wèi)星產(chǎn)品一體成型中有著不可替代的作用,目前可用3D打印的部件有蜂窩板、桁架和衛(wèi)星貯箱。航天領(lǐng)域的3D打印技術(shù)的發(fā)展對(duì)于一個(gè)大國(guó)而言非常重要[20]。

    2.6?3D打印技術(shù)在傳統(tǒng)機(jī)械制造中的應(yīng)用

    在傳統(tǒng)機(jī)械制造中比較困難的是精度問(wèn)題,一個(gè)部件一旦精度達(dá)不到就等于是廢件,浪費(fèi)了大量的人力物力。而3D打印的特點(diǎn)是定制化、生態(tài)化、智能化,這對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械制造來(lái)說(shuō)是一個(gè)光明之道[21]。3D打印技術(shù)可以大幅提升機(jī)械制造成品率,切實(shí)確保產(chǎn)品質(zhì)量,助力機(jī)械制造的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。3D打印可應(yīng)用與樣品生產(chǎn)、新產(chǎn)品研發(fā)、特殊環(huán)境的零部件[22]。

    樣品生產(chǎn):有的廠家要展示自家的大型機(jī)械產(chǎn)品,但是這樣對(duì)與運(yùn)輸和場(chǎng)地來(lái)說(shuō)要求太高,要提前準(zhǔn)備就會(huì)浪費(fèi)很多的人力物力??梢赃\(yùn)用3D打印技術(shù)對(duì)那些體型巨大的大型機(jī)械進(jìn)行三維建模,打印它們的“展示產(chǎn)品”來(lái)體現(xiàn)機(jī)械的性能。

    新產(chǎn)品研發(fā):若以傳統(tǒng)的加工方式來(lái)加工新產(chǎn)品機(jī)械模型,成本太高、周期太長(zhǎng),3D打印技術(shù)可以快速地生產(chǎn)機(jī)械模型,加快新產(chǎn)品成熟速度。特殊環(huán)境產(chǎn)品:在太空中的機(jī)械損壞的速度較之要快得多,這時(shí)要經(jīng)常更換零件來(lái)保持機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn),需要3D打印技術(shù)生產(chǎn)無(wú)數(shù)種零件來(lái)作為備用[23]。

    2.7?3D打印在建筑行業(yè)中的應(yīng)用

    3D打印技術(shù)在建筑物重建方面:通過(guò)文獻(xiàn)和影像資料獲取建筑物3D模型信息,參考原建筑物的尺寸和外形進(jìn)行打印。通過(guò)混凝土3D打印技術(shù)進(jìn)行批量打印,可以快速地恢復(fù)受災(zāi)人群“無(wú)處可住”的現(xiàn)狀。能間接重振災(zāi)民精神,恢復(fù)原有的生產(chǎn)秩序[24]。構(gòu)筑物的重建工作偏向于城市或者社區(qū)標(biāo)志物的重建,此類標(biāo)志物形態(tài)大都較為規(guī)整,材質(zhì)較為沉重,與混凝土表現(xiàn)的粗獷感相吻合,借助混凝土打印工藝,不僅能在災(zāi)區(qū)本地建立構(gòu)筑物,亦能以目標(biāo)構(gòu)筑物的模型為原型,在其他地區(qū)進(jìn)行仿制,將局部地區(qū)的教育和紀(jì)念價(jià)值拓展到更大范圍,通過(guò)技術(shù)手段升華構(gòu)筑物的文化價(jià)值[25]。

    3D打印在建筑行業(yè)主要有四種技術(shù):輪廓成型工藝、混凝土打印、D型打印技術(shù)、數(shù)字建造??梢愿鶕?jù)建筑的不同要求采用不同的打印技術(shù),得到令人滿意的“個(gè)性化”建筑。獨(dú)特的建筑要用到獨(dú)特的材料,而且有的建筑風(fēng)格用傳統(tǒng)的建筑工藝太過(guò)煩瑣,3D打印建筑可以應(yīng)用不同場(chǎng)合不同需要的人群。

    3?結(jié)語(yǔ)

    3D打印技術(shù)是綜合了控制技術(shù)、信息技術(shù)、三維數(shù)字技術(shù)等眾多技術(shù)的新型技術(shù)產(chǎn)物。根據(jù)材料和需要的成型工藝,3D打印技術(shù)可以進(jìn)行多方面的制造,以滿足社會(huì)對(duì)于“個(gè)性化”的要求。

    在醫(yī)療方面:3D打印牙齒采用SLS技術(shù),用醫(yī)用樹(shù)脂為原材料。3D打印骨骼采用熔融沉積技術(shù)、立體光刻技術(shù)和選擇性激光燒結(jié)技術(shù),用金屬和陶瓷材料進(jìn)行打印。3D打印藥丸采用SLA技術(shù)。3D打印器官采用患者自身的細(xì)胞作為原材料,不會(huì)發(fā)生排異反應(yīng)。3D打印皮膚和義眼技術(shù)還不成熟,需要時(shí)間沉淀。3D打印醫(yī)療器械已經(jīng)在臨床上得到廣泛應(yīng)用。

    文物修復(fù)方面采用三維掃描構(gòu)建實(shí)物模型,逐層打印成實(shí)體。食品加工方面主要以3DP和FDM技術(shù)為主,用面粉、牛奶、果汁、火雞肉、奶酪等材料進(jìn)行打印。年輕人更加青睞“獨(dú)特類型”的巧克力。服裝方面以FDM技術(shù)為主,用不同性能的面料打印不功能的服裝。目前,已經(jīng)用于鞋子、內(nèi)衣褲、外套、禮服、裙子等實(shí)體打印。

    航空航天方面3D打印技術(shù)用得最多的是SLM、EBM、DMLS技術(shù),主要用來(lái)打印各種高精密的零部件。在傳統(tǒng)機(jī)械制造方面,3D打印技術(shù)憑借其優(yōu)良的成型工藝,已經(jīng)被廣大制造公司接受。在建筑物重建方面,3D打印技術(shù)可以憑借輪廓成型技術(shù)、混凝土打印、D型打印技術(shù)、數(shù)字建造等技術(shù)來(lái)快速完成房屋的構(gòu)建、建造成型,還可以給人一種獨(dú)特的“科技范”。

    綜上所述,3D打印發(fā)展得非常迅速,在社會(huì)生活中各個(gè)方面都有涉及,但是精確到一個(gè)類型的一個(gè)具體方面還沒(méi)有完成覆蓋,以上介紹各個(gè)方面的3D打印技術(shù)可以為以后3D打印的探索和研發(fā)提供參考依據(jù)。

    參考文獻(xiàn):

    [1]王康,黃筱調(diào),袁鴻.3D打印技術(shù)最新進(jìn)展[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程,2015,44(10):16.

    [2]韓江,王益康,田曉青,等.熔融沉積(FDM)3D打印工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床,2016(6):139142,146.

    [3]張希平,蘇健強(qiáng),高健.3D打印技術(shù)及我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2015(6):1721.

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