1、3D打印機的應用
3D打印機的工作原理與傳統打印技術類似,但是在外接設備中,使用電腦軟件通過設計3D模型,完成數字分析,其原理類似醫學上的顯微鏡下觀察組織切片這一實驗,設計模型就是所需要的切片樣本,通過將設計好的模型以極其微小的薄層一層層的堆疊,直到打印出的產品與與模型相同,最后經過固體成型。我們都知道,傳統的印刷技術是將墨水通過噴墨技術涂抹在紙張上,這也是印刷的名字的由來,而3D打印的最大區別就是使用的材料不是墨水,而是實實在在的特殊材料,當然,由于目前技術的限制,材料不可能任意選擇,而是特定的某些類型,但也是巨大突破。在這里,主要介紹3D打印技術在醫學、道路交通、航空航天的應用。
1.1 醫學
目前的醫學技術已經可以支持人造器官的正常運作,但人造器官的造價高,壽命低,且容易發生感染,而3D打印技術的出現,很好的解決了這個問題,以鈦合金為原材料,通過1∶1比例的真實器官還原,可以最大限度的模擬出人體本身器官的形狀和功能,當然,模型的設計是非常復雜的,需要大量精密計算以及討論具體操作的可實施性才能最終實現器官的替代;眾所周知,3D打印可以在分子層面”還原“物質,而膠囊類或者說固體顆粒類的藥物就是由分子構成的,所以可以用此技術打印藥物,通過這一方式,可以大量生產還在臨床試驗階段的藥物,不但節約資源,而且可以保留藥物的相關資料,根據臨床反應來調整分子結構, 此種方法不但可以縮短研制周期,還可以節約人力物力。
1.2 道路交通
3D打印技術在國外應用于道路交通已經在實踐中證明是切實可行的,利用3D打印技術直接打印高速公路,只需在輔助設計軟件中設計好公路模型,添加原材料,此類打印機雖于大型機械,但工作原理相同;另外,在道路維護中,使用3D打印技術更加方便快捷;現有的建筑技術都必須現場施工,此種辦法費時費力,而且受地形、天氣等外在因素影響,如果用3D打印技術,可以實現異地施工,例如橋梁,路基等等,產品成型之后運輸到現場直接拼裝,可以說通過這種方式操作更加簡單,大大提高了安全性、操作性、靈活性。
1.3 航空航天
在航天領域,3D打印技術得以發揮更大的作用,眾所周知,飛行器的零部件是極其精密的,理論上不能有任何的誤差,而在流水線式的生產過程中,難免出現不滿足要求的情況,而使用3D打印技術可以最大限度避免這一情況,原材料在噴頭內溶解, 通過3D模型建立的專用軟件將模型建立、傳輸到打印機的接收設備中,然后噴頭按照預定的軌跡運行,進行堆疊,鋪蓋,最后形成符合要求的部件,通過大型的3D印
機的配合使用,可以實現模塊化生產,即節約資源,又高效。
2、3D打印技術的未來趨勢
目前,我國的印刷行業還是依靠傳統打印,3D打印技術還未形成規模,更別說產業鏈,但將來3D打印取代傳統印刷是毫無疑問的,并且3D打印的應用廣泛,上述應用領域只是其中具有代表性的幾個方面,在其他行業,例如藝術品的設計,樓房的沙盤設計,制造業的零部件生產,等等,3D打印滲透到各行各業可以說是大勢所趨,它與我們的生產生活緊密相關,不可分割,甚至可以實現全民化,使得使用3D打印的技術的人群數量不斷增多,而隨著對使用的不斷深入,也可以涌現出新型的技術應用其中,形成反補,不斷提高整個行業的水準,最終形成完善的產業鏈。但目前的3D打印技術還存在著諸多問題,3D打印的材料選擇性不強,只有某些特定的材料可以做到高溫溶解、還原,模型的伸縮性、延展性等等一系列性質的表現受到一定的影響,而且受材料的局限性,計算機計算速度的限制,打印某些復雜精密的模型時,需要渲染很長時間,在現有的技術下,不斷地研究合適的新材料,對打印技術革新,總之不斷提高用戶體驗感受,技術人員可以通過這兩種思路來對3D打印技術進行開發、研究。
3、總結
3D打印技術的問世填補了印刷業的空白,也對傳統印刷形成震動,3D打印技術憑借其操作性強,方便實用,節約資源等等優勢而占據不可撼動的地位,真正實現跨行業、多學科的交叉滲透,可以想象,未來的生活中,3D打印遍布生活的各個角落,但在當下,提高用戶的體驗感受,最大化的改進現有的技術屏障,這都是需要技術人員解決的問題。
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