创想智造3D打印手板模型加工

标题: 三维打印：从手工工艺到数码工艺 [打印本页]

作者: 3D新闻 时间: 2015-10-4 06:14
标题: 三维打印：从手工工艺到数码工艺
  本文介绍了3D打印迅速火热的原因，3D打印的基本原理及应用，所需要的软件辅助和3D打印机的情况。    在制造工业产品的方式中，鼠标点击正在取代传统的流水线和制造工人。三维打印技术的支持者表示，这种技术用创意和智慧降低了劳动力成本，提高了工作效率，因此成为许多商品制造商的关注重点。

“一夜成屋”的背后
建造一栋房屋最短需要多长时间？
半年、三个月、一周？杭州瘦西湖边上的白塔，又名“一夜塔”，便是盐商大贾们为取悦下江南的乾隆，一夜建成。当然，这只是个民间传说，真实性无从考证。不过，在现代三维打印技术的支持下，“一夜成屋”已经变成了现实。

意大利的工程师恩里科就是三维打印技术的狂热粉丝，目前由他发明的“D外形”三维打印机已经能够打印出整个立体建筑体。在这种方式下，建造建筑物的速度是普通建筑方法的40倍，并且能减少一半成本。

据悉，“D外形”三维打印机的底部有数百个喷嘴，可喷撒出沙子和镁质黏台物薄层。打印机喷头打印出的每个薄层仅有约5至JO毫米厚，通过一层层地将黏合物和沙子结合，可逐渐铸成石质固体，最终将形成与岩石一样坚固的石质建筑物。打印机由电脑建筑制图软件操控，处于工作状态时，打印机沿着水平轴梁和4个垂直柱往返移动。打印机头会随着新薄层的增加而逐渐抬高，最终打印出的建筑体的质地类似于大理石，比混凝土的强度更高，并且不需要内置铁管进行加固。无独有偶，总部设在美国科罗拉多州明特思市的LGM公司，也利用三维打印机为建筑设计事务所建造建筑物和度假酒店的模型。

当然，三维打印技术的应用领域不仅仅局限于建筑行业。位于美国旧金山的家具设计公司Bespoke公司正在使用三维打印技术制作义肢模型，然后用装饰皮革、闪亮的金属或客户所希望的任何材质对义肢模型进行包裹。在Bespoke公司，萨米特建造了一个扫描装置，可以使用相机对义肢进行扫描检查。扫描结束后，扫描获得的详细图像被传送到一台电脑上，接着．萨米特先生就开始凭此雕刻他的假肢艺术品。

  Bespoke公司，制造出了一些全腿的测试模型，这些模型具有一些复杂的特征，比如，肢体对称性、固定的膝盖、灵活的踝关节等。其中一个富有艺术性的设计是在假肢外壳某些地方镀金，而在其他一些地方使用皮革来包裹。

萨米特说：“打印一条这种假肢的成本从5000美元到6000美元不等，这些假肢具有的某些特性，就连今天价格高达60000美元的假肢都无法拥有。”下一步，该公司计划设计并且打印门把手及其他建筑内的固定装置物，创造出独特的物件。

  软件的辅助
  现在，数字模型在各行各业的运用已经非常普遍，逼真的数字模型和基于数字模型的可视化、动态模拟、仿真分析能够让设计师在产品制造之前对设计作品进行精确的评估和修改。但随之而来的问题是。创建数字模型也需要进行大量的工作。那么，怎么把现实的事物跟数字模型完美地融合到一起呢？

现实捕捉技术带来了答案。现实捕捉技术是以智能化的方式将真实世界中的物体转变为三维模拟数据，并融合到用户现有的设计工具和工作流程中。通过3D扫描技术的应用，设计师可以将现实中的物体以现实捕捉的方式虚拟化到计算机中，而不必重新设计。

  对此，欧特克中国研究院核心产品和运营资深总监云浪生介绍，现实捕捉技术已经被应用于制造业以及建筑、地理信息、数字娱乐等多个领域。欧特克中国研究院(ACRD)与同济大学就通过运用该技术，将始建于乾隆年间的都江堰城隍庙及周边街道进行三维扫描，建立了三维数据库，再通过对数据的整合，一个个完整的三维庙宇楼阁就在电脑上完整地显示出来，每一样设施和陈列品都有明确的坐标数据，这种精细的数据模型在研究及复原古建筑方面可以起到很大作用。

  此外，许多设计方面的软件程序，从免费应用软件到包括Alibre公司（其公司主要研发三维参数化建模三维应用软件）和欧特克公司等公司提供的一些更为先进的软件，都可以让客户在家中构思一个产品。不过，需要注意的是，制造小批量，高价值、为客户度身定制的产品，这些想法都非常好，但三维打印技术真的能同已历经百年磨练的大规模生产技术相抗衡吗？有些已经根深蒂固的技术不可能完全被取代，但很显然，在未来的工厂中，低成本的三维打印机将同铣床、印刷机、铸造和塑料喷注模设备协同作战，并且逐步接手那些机器的工作。

  低成本契机
现在，随着三维打印机的处理能力不断提升，它能处理的原材料更多了，包括用于生产的塑料、金属以及树脂等。三维打印机开始更多地被用来生产成品。一家专门研究该领域的公司的管理者特里·沃勒斯称，现在，三维打印机制造出的产品中，20%以上的为成品而非产品原型，他估计，到2020年，成品的比率会增至50%。而且，当批量生产物品的数目达到1000个时，三维打印技术完全可以同注塑成型方法相匹敌，随着技术的不断完善，这一数字还将攀升。

  通过降低生产过程的成本，三维打印技术有望促进革新。能在计算机上设计出的形状，三维打印机都可以将其变成实物。人们可以先打印出一打某个产品，然后观望市场对这种产品的反应，如果该产品有市场的话，就可以接着再打印出50个。对投资者和新兴公司来说，这不啻为一个好消息，因为制造新产品的风险和成本都降低了。并且，就像开源软件工程师可以通过共享软件代码进行合作一样，工程师们也开始在开源设计上进行合作以设计出新产品和新的硬件设施。

Alibre公司的首席执行官保罗·格雷森说：“我们正在使普通人能够仔细研究其构想并将其变成现实中的产品。有许多客户将这项技术的使用从纯粹的个人爱好变成了商业生产”。格雷森表示，其客户已经设计出了古董汽车的零件、‘溜溜球玩具，甚至DNA分析仪的部件。制造商和设计师使用三维打印技术已有多年，他们一般都在现场试用，而不是将设计发送到其他地方进行制造，等待模型制成后发回。比如，渡音公司或许可以使用该技术，制造并测试通风管道的形状，然后选定最终设计并交付生产。

根据需要打印的设备类型，一台典型三维打印机的价格从1万美元到10万多美元不等，美国Stratasys公司和三维系统公司是其中的“翘楚”。而MakerBot Industries公司的一款三维打印机套件的售价则不足1000美元。

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