3D 打印简介

概述

3D 打印(英语:3D printing),属于快速成形技术(rapid prototyping)的一种,它是一种数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术。因此也称为增材制造(Additive Manufacturing,AM)。

过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿,或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件,意味着“3D打印”这项技术的普及。

如今,3D 打印技术在珠宝,鞋类,工业设计,建筑,工程和施工(AEC),汽车,航空航天,牙科和医疗产业,教育,地理信息系统,土木工程,枪支以及其他领域都有所应用。

3D 打印技术发展史

3D 打印技术首次出现于20世纪80年代后期,当时,被人们称为快速成型(Rapid Prototyping,缩写为 RP)技术。3D 打印技术的最初是为了快速、更具成本效益地创建原型产品。

1980年5月,Kodama 博士在日本第一次提交了申请 RP 技术的专利。但不幸的是,他在提交专利申请后的一年内没有完成完整的专利说明书(事实上他还是一名专利律师)。现在人们普遍认为,3D 打印技术可以追溯到1986年,那时立体光刻设备(SLA)得到了第一个专利。该专利属于 Charles Chuck Hull,他第一次在1983年发明了 SLA 打印机,其后来创建的 3D Systems 公司在 3D 打印界是目前经营规模最大、最丰富的企业之一。

3D Systems 公司的第一款商用 RP 系统成型于1987年,经严格测试后于1988年开始出售。1987年,德克萨斯大学工作的 Carl Deckard 在美国申请了一项关于选择性激光烧结(SLS)快速成型过程的专利。这项专利于1989年颁布,后被授权给 DTM 公司(该公司后被 3D Systems 收购)。1989年,Scott Crump-Stratasys Inc 公司的联合创始人申请了一项专利——熔融沉积(FDM)专有技术,这项技术基于开源的 RepRap 模式,在今天仍然由该公司持有,同时被应用于许多入门级的机器中。同年,EOS GmbH 有限公司在德国由汉斯·兰格创办,直到今天,EOS 系统是世界各国公认的输出质量最高的工业原型和 3D 印制生产应用系统。

RepRap 开源 3D 打印机

对 3D 打印技术发展具有重大促进作用的开源 3D 打印项目 RepRap 最早源于英国,由英国巴斯大学的机械工程高级讲师 Adrian Bowyer 博士于2005年创建。

RepRap 是 Replicating Rapid Prototyper 的缩写,是一种以塑料为原材料的开源桌面 3D 打印机项目。RepRap 的精髓在于自我复制,即可以打印出自身的大部分组件。它是世界上第一台多功能、能自我复制的机器,也是一种能够打印塑料实物的 3D 打印机。

随着 RepRap 等开源项目的快速发展,桌面开源 3D 打印机的价格越来越低,相应的开源软件及配套服务也日趋完善,3D 打印的市场也在快速增长,越来越多的 3D 打印机开始进入普通家庭。

第二代 RepRap 打印机 Mendel(孟德尔)

关于 RepRap 的更多资料,可在网站 https://reprap.org/wiki/RepRap 获取。

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