浅析3D打印技术的发展及其软件技术的实现

来源 :科学与生活 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangyingadvance
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:现今,3D打印技术已经取得了很大的突破,该技术秉承的是一种“增材制造”的理念,这种理念起源于美国,在提出后不久就得到了人们的肯定和发扬。3D打印技术在美国发展最为迅速,从1988年美国制造出第一台打印机之后,3D打印机时代也正式拉开了序幕,随后,其他国家也在不断完善这项技术。到了1992年,3D打印技术掀起了一股发展热潮,与此同时,国内也开始了对于3D打印技术的研究,并取得了相应的成果。
  关键词:3D打印技术;发展;软件技术
  1 3D打印技术的发展概述
  相较于以往的技术,3D打印技术更加倾向于立体的加工,在传统工艺的基础上不断发展,由点及面、由面及体。首先3D打印技术对传统的工艺进行了提升,实现了形状上的改进,提高了结构性能,在此基础上3D打印技术又进一步的发展,可兼容的材料越来越多,材料兼容性加强也就意味着制造和打印能力得到了强化。
  1.1 多材料多色3D打印技术概述
  多色3D打印技术,顾名思义就是占据着色彩的优势,在应用于实践时可以发挥色彩的最大优势,这种多色打印技术可以在兼容了多种材料之后用最短的时间和最简洁的方法实现最大程度的直观效果。
  2007年Object Geomatqies公司发明了可以兼容多种颜色树脂的打印机,这种打印机在医疗行业和消费服务行业都得到了广泛的应用,深受大众的喜爱,这种打印机的核心技术就是Polyject技术,Polyject技术在兼容了更多材料之后可以打印出更多的图形,同时在材料的选择上还增加了透明度的选择,实现更加立体的打印效果。这种打印设备称作Object500 Connex3,利用阵列式喷头将树脂喷化成型,这种技术类似于multijet printing MJP技术,这种技术主要应用在Project 5500X 3D打印机类型上,主要的工作原理是通过调节材料配比实现渐变的效果,通过渐变视觉效果的引入实现3D视觉感受。
  随后,Z Corporation也推出了ZPrinter系列的机型,主要采用的是colorjet.printing CJP技术,这种技术是通过5种固定颜色的针头搭配实现几十万种颜色的构造。
  人们在不断的研究过程中丰富和完善打印技术,逐渐出现了LOM技术的Mcor IRIS和利用FDM技术的Pro Dsk3D类型的机器,不断完善多彩3D打印技术。
  1.2 功能梯度材料的3D打印机
  功能梯度材料的意思是根据打印的需求将所使用的材料以不同的组合结构显示出来,在航天和医学等领域对于这项技术要求相对较高,但是这种类型的打印机存在较高的不确定性,在工作的连贯性上也略有欠缺,综合各方面来看,这种技术仍需要不断完善和升级。
  1.3 多尺度3D打印工艺
  3D打印技术无论从宏观方面还是从微观方面的能力都有所提升,因为这项技术是从一维到三维,从细节构建整体的一项技术,也就是说这一项技术有着很大的尺度伸缩性,这就决定了这项技术的应用范围相对较广,例如生物器官构造、金属定向结晶等都有所涉及。随着这项技术的飞速发展和应用,也逐渐可以控制过程中的能量,包括气温、物质元素等,Max Planck研究所的Wanke曾经利用这项技术来分析研究光子,掌握了控制光学性能的结构方法,Sercombe也通过研究这项技术找出了改进组织性能方法、提高产品质量和精确度的技巧,除了国外的科学家有所涉猎以外,我国的科学家也在不断研究和分析这项技术的特性,通过研究发现,这项技术可以控制温度,应用于金属成型阶段的制造中,实现更加精准地分析,进而达到减小误差的目的。由此可见,这项技术的尺度伸缩性极强,可以给很多领域带来帮助,让很多工程的开展可以更加精确有效。
  2 3D打印技术的实现方法
  2.1 面向3D打印的产品设计
  传统DFM技术设计的目的是为了用更少的成本、更短的时间实现更好的工作效果,现如今,3D技术的广泛应用已经使产品外形制造变得愈发容易,无论是外观还是精致程度都上了一个台阶,从整体上看更加协调,从细节上看也更加精确,这些都是传统CAD技术难以准确落实的。因为CAD技术主要是从材料入手,制作成需要的模型,首先,单材料的使用必然会导致模型产出之后颜色单一,没有层次感;其次,材料的单一需求也会让一种材料供应紧张。人们在CAD优化的过程中也提出了边界和构造两个方面的概念,侧重突出所打印物体的外貌特征和实际需求,这种技术主导尽管一定程度上精确化了打印模型的外在,但是却限制了打印模型的空间,只能实现见到形状的打印。
  为了更好地推动打印行业的发展,美国在不断的研究过程中提出了很多理念,以丰富打印的能力。提高打印的效果,其中较为出名的就是AMF模式和XML模式,在AMF中,A指的是additive,M指的是manufacturing,F指的是format,在XML中X指的是extensible,M指的是markup,L指的是language是增材制造文件格式和基于可扩展标记语言格式,这2种模式的提出让打印的精确度更高,效率和质量都有所提升,除此之外,还在原有的基础上进一步完善和升级,引进了更多的高级理念,能力更強,让3D打印机器使用更加方便、快捷、高效。
  要想提高所打印模型的质量,让打印的物品更贴合于实际的需求,保障所打印出来的模型信息更加适合在模型构建之前的信息要求,需要在模型打印之前首先学会构建出准确的样品,在样品中综合体现所有信息的需求和实际模样,在此基础上合理地分析各个环节的数据,保证数据精确有效,然后再进行打印,但是这种方式存在着局限性,在实践的过程中可能会因为没有支持AMF完全发挥,导致在信息获取上存在困难。
  DFAM和DFM不同,前者倾向于将模型设计的更加完善,无论是从表象还是从结构,亦或者是对性能和材料做出最佳的选择,让模型无论是生产还是从配搭上都极为简单方便,产品综合性能相对更强也更具有实用性,无论是成本、时间和传统的方法相比都有很大的提升空间。
  2.2 多色、材料、尺度工艺结构的打印实现
  传统的模型制作已经不能适用于现阶段色彩结构要求较高的市场了,必须做出相对应地改进和提升以适应时代的需求,最新的AMF技术可以很好地实现这一需求,提高了轮廓的精确度,完成人们需求的产品。
  想要更好地提高打印的技术、颜色、材料的能力和效果,相关研究人员经过反复的琢磨和探究总结出了阵列式喷头要比激光或者电子束式打印机精确度更好,因此阵列式喷头的打印机也受到了越来越多人的追捧,想要更好地落实3D打印效果,就需要明确打印机的具体工作模式,现阶段在3D打印机工作过程中数据占据着十分重要的地位,而数据主要分为3D数据、2D数据和1D数据,从点到线、由线及面、由面构体,层层递进实现3D打印效果,因此,想要更好地落实打印需求,就需要精确各方面的数据,从细节入手保证数据的准确有效,此外还需要强化运动指令、光栅指令等,让打印技术更符合要求。
  3 结语
  3D打印技术出现至今已经取得了很大的发展,也为人们的工作带来了更大的便捷,现在的打印机无论是准确度、色彩丰富度还是有效性,甚至生产产品的质量都得到了很大的提升,未来,该项技术仍会不断的提升和发展,朝着更加多样、更加智能、更加精准的方向发展,以实现更高质量产品的输出。
  参考文献
  [1]唐玲.科技引领时尚——3D打印技术对传统制瓷手工艺的创新发展[J].西部皮革,2020,42(23):40-41.
  [2]蒋龙,姚晓彤.浅析3D打印成形方法及在机械加工制造中的优势[J].内燃机与配件,2020(23):112-113.
  [3]程雪琪,杨影丽.3D打印技术在校园纪念品设计制作中的应用研究[J].科技经济导刊,2020,28(34):47-48.
  [4]宋涯含,吴云霞,范道洋.基于VOSviewer生物医学领域3D打印的知识图谱分析[J].中国组织工程研究,2021,25(15):2385-2393.
  西昌学院 615000
其他文献
摘要:对于农村小学生语文良好习性培养的高层次优化方案设计而言,小学语文教师必须借助多元教学手段的综合应用来增加学科教学课堂的有效性。小学农村语文教师必须意识到设置独立的习性培养教学板块对升华学生语文综合人文素养的重要作用,并且应当在平时的日常语文基础教学过程中就融入提升学生良好习性的训练内容,只有这样才能实现农村小学生在习性改良方面综合素养的教学革新。  关键词:小学生;农村;语文教学;良好习性 
期刊
摘要:在教育改革的大背景下,小学语文的教学任务、教学目标也面临着新的要求。小学语文教师在进行教学活动时,要将预习纳入考量,依据新的需要改进教学的方式。本文分析了有效预习在小学语文教学中的意义,并且提出进行有效预习的几点建议,以期能提供有益的参考。  关键词:小学语文;有效预习;运用  引言  现阶段,在语文课堂教学中开展预习的方式已经有了很多的实践,有效预习的优势需要被充分发挥出来。语文教师需要认
期刊
摘要:为促进电子技术获得更好的发展,那么对于相关人员来说,就要充分掌握各项理论知识内容、以及电工电路的主要原理,并且在运用电子技术的整个阶段,还需强化利用可编程控制器。基于此,本文以可编程控制器具备的作用分析为出发点,而后探讨了电子技术中可编程控制器的应用策略。  关键词:电子技术;可编程控制器;应用;策略  前言:  近些年,伴随我国工业生产领域的不断进步,对本有线路也实施了优化,在这种情况之下
期刊
摘要:表示坚决响应各国大力发展煤炭发电厂,促进煤炭工业转型,确保煤炭发电厂的安全和效率,建立高效智能矿山,制定安全矿山的基本运作概念,并在晋城建立智能矿山试点项目,逐步将机械式、自动化和信息丰富的研究成果引入煤炭开发生产系统,开发一个由气体排放、通风、主要运输、辅助运输等八个子系统进行综合控制的煤炭监测和自动化平台  关键词:煤矿;自动化系统;应用;  引言  在煤炭矿井等井下活动中,最重要的施工
期刊
摘要:移动互联网是在互联网的基础上衍生出来的,是一种全新的大众化的传媒产品,不少产业以此为依托迅速发展起来,视觉传达设计就是其中一员。在此基础上,不少艺术院校对视觉传达专业的教学方面提出了更多要求。与传统媒体采用的平面设计不同,视觉传达设计更加注重视觉效果的动态化,前者被限制在二维平面内,而后者已经开始将平面化的形状、图片、色彩由静态升级为动态,提高了视觉效果的空间层次,不仅将二维效果扩展到三维空
期刊
摘要:高等职业院校为国家和企业培养了大批实践型、应用型人才。在国家大力鼓励“双创教育”的时代背景下,如何丰富创业活动课程,构建联动的教学平台,推动教育教学革新,提升高职学生的实践能力和创新能力,成为所有教育工作者必须解决的问题。基于此,笔者展开以下分析,以高等职业教育为研究对象,分析当前高职院校教学的不足之处,探究新型“双创教育”模式,为广大从业者提供参考建议。  关键字:创新创业教育;高职;教育
期刊
摘要:中国传统艺术与文化注重延续与传承,书法艺术尤其如此。当下我们正处于深化书法教育改革时期,作为民族文化的象征,书法与历史、文学、美学等艺术相结合,承载着我们的民族精神,具有独特的魅力。青年一代对于书法文化的传承等方面的学习都在不断地探索和实验中,其深厚的文化内涵仍然有待于在高等院校教育體制内得到更加深入的挖掘。如何在传统书法教育的基础上,改革发展书法教育教学,创新书法教学方式,强化传承方式,提
期刊
摘要:在现代社会飞速发展的大背景下,教育水平逐年进步,教师地位也日益提高。在三位一体的教育政策的引导下,我们在评定教师的地位时,不能只关注其经济收入的高低,还要兼顾其社会评价和政治权利。本文主要对于我国幼儿园教师地位政策的焦点也转向开展了简要的探讨分析,从当前阶段幼儿园教师的地位现状入手,解读政策焦点,并提出了几点行之有效的发展建议。  关键词:幼儿园教师;地位政策;焦点  一、引言  幼儿园教师
期刊
摘要:随着改革开放的不斷深入,我国的综合国力不断增强,“中国文化热”在世界各地不断升温,吸引着越来越多的留学生来华攻读学位课程。随着来华留学生人数的不断增多,国际中文教师培训行业在目前仍然拥有良好的发展前景。与此同时,在我国国际汉语教学事业不断推进的大背景下,培训的过程和方式已经得到了显著的提升。然而,在这一过程中仍或多或少地存在着忽视个体差异、方法过于单一、培训方式缺乏创新等相关问题。为充分对该
期刊
摘要:新时期,在提高人文教育水平、关注学生发展的理念影响下,我国教育愈发重视培养学生的综合素质,实现人的自由发展。教育理念的不断深化,让我们深刻的意识到思想政治教育与生活的密切关系。在现代教学理念的影响下,我们极力将思想政治教学理论与社会生活相结合,重视实践在知识的运用上所起到的作用。高校思想政治充分践行了新课改的要求,为教学回归生活提供了主流方向,丰富学生的知识,提高学生的智慧,让真理性教育有效
期刊