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3D打印(Three Dimensional Printing)是現代前沿技術之一。自1976年(nián)噴墨打印機誕生以來,科學家及工程師們(men)對打印技術持續發展與(yǔ)創新,嚐試由“墨水+平麵打印(yìn)”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(yìn)技術的發展、分析3D打印目前在民用建築的應用情況,並研究總結3D打(dǎ)印(yìn)在民用(yòng)建築的發展趨勢。
19世紀(jì)末,美國根據照相雕塑(sù)和地貌成形技(jì)術形成了3D打印核心製造思想,初期(qī)用於打印玩具、工具及廚房用品等小型東西;後續隨著(zhe)數字化技術的進步發展,打(dǎ)印設備、打(dǎ)印材料和輔助工具(jù)的發展,多(duō)學科多行(háng)業(yè)的交叉衍生,3D打印技(jì)術水平獲得了大幅度提升並(bìng)開始廣泛應用。 目前已在汽車工業、航空航天、武器(qì)裝備(bèi)、生物醫療、通用製造等多個行業及領域得(dé)到應用。
3D打印是一種通過“逐層堆積成型”方式實現實體打(dǎ)印的技術,它將設計的3D模型通過(guò)圖形處理軟件分割轉化為二(èr)維麵的模型(xíng),通過3D打印機把滿足要求(qiú)的打印材料逐層打印成三維產品。與傳統(tǒng)工(gōng)業化方法相比,傳統方法(fǎ)屬於減法(“去除成型”),3D打印屬於加法(fǎ)(“堆積成型(xíng)”)。

3D打印不需模具及機械加工,可以(yǐ)直接從設計完成的計算機圖形數據中生成任何形(xíng)狀的物體,產(chǎn)品可以實現高(gāo)精度(dù)、無縫連接及個性化需求,因此在醫療領域也廣泛應用於醫療輔助器具,包括義(yì)肢、假牙及骨骼等;甚至結合肌電係統形成功能接近原肢的器具。
航空航天領域3D打印(yìn)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(bù)品。上(shàng)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(zé)生產周期(qī)長、成本高昂。3D打印(yìn)可以有效(xiào)地提高部品質量、並降低製造成本,且製造速度快、加工周期短,統計(jì)表明至少可節約(yuē)70%的時間;材料利用率高、加(jiā)工成本低,統(tǒng)計表明可降低50%的(de)製造費用;且加工過程不受零件複雜程度的影響,大幅度降低後續機(jī)加工難度及周期。以(yǐ)波音公司為例(lì),該公司已在16種(zhǒng)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(de)粉末黏合成型技術外,隨著材料及(jí)相(xiàng)應固化(huà)/成型技術的(de)發展及變化,衍生出了各種(zhǒng)3D打印技術,表一(yī)是常用的3D打(dǎ)印技術。
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