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      3D打印建筑,距離我們還有多遠?

      作者: 發布時間:2019-05-25 10:24:29

         3D打印(Three Dimensional Printing)是現代前沿技術之一。自1976年噴墨打印機誕生以來,科學家及工程師們對打印技術持續發展與創新,嘗試由“墨水+平面打印”模式升級到“其它材料+空間打印”模式,時至今日已在多個行業及領域獲得應用甚至量產。本文回顧3D打印技術的發展、分析3D打印目前在民用建筑的應用情況,并研究總結3D打印在民用建筑的發展趨勢。

          19世紀末,美國根據照相雕塑和地貌成形技術形成了3D打印核心制造思想,初期用于打印玩具、工具及廚房用品等小型東西;后續隨著數字化技術的進步發展,打印設備、打印材料和輔助工具的發展,多學科多行業的交叉衍生,3D打印技術水平獲得了大幅度提升并開始廣泛應用。 目前已在汽車工業、航空航天、武器裝備、生物醫療、通用制造等多個行業及領域得到應用。

          3D打印是一種通過“逐層堆積成型”方式實現實體打印的技術,它將設計的3D模型通過圖形處理軟件分割轉化為二維面的模型,通過3D打印機把滿足要求的打印材料逐層打印成三維產品。與傳統工業化方法相比,傳統方法屬于減法(“去除成型”),3D打印屬于加法(“堆積成型”)。
      3D打印
          3D打印不需模具及機械加工,可以直接從設計完成的計算機圖形數據中生成任何形狀的物體,產品可以實現高精度、無縫連接及個性化需求,因此在醫療領域也廣泛應用于醫療輔助器具,包括義肢、假牙及骨骼等;甚至結合肌電系統形成功能接近原肢的器具。

          航空航天領域3D打印主要針對由鈦合金、鋁合金、超高強度鋼、高溫合金等難加工材料生產的部品。上述材料強度高、熔點高,不易成型加工,若采用傳統加工工藝則生產周期長、成本高昂。3D打印可以有效地提高部品質量、并降低制造成本,且制造速度快、加工周期短,統計表明至少可節約70%的時間;材料利用率高、加工成本低,統計表明可降低50%的制造費用;且加工過程不受零件復雜程度的影響,大幅度降低后續機加工難度及周期。以波音公司為例,該公司已在16種不同的商用和軍用飛機上使用了200多種、2萬多個3D打印的飛機零部件。

          除傳統的粉末黏合成型技術外,隨著材料及相應固化/成型技術的發展及變化,衍生出了各種3D打印技術,表一是常用的3D打印技術。

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