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3D打印(Three Dimensional Printing)是現代前沿技術之一。自1976年噴墨打印機誕(dàn)生以來,科學家及工(gōng)程師們(men)對打印技術持(chí)續(xù)發展與創新,嚐試由“墨水(shuǐ)+平麵打印”模式升級到“其它材料+空間打印”模式,時至今日已(yǐ)在多個行業及領域獲得應用(yòng)甚至量產。本文回顧3D打印技術的發展、分析3D打印目(mù)前在民用建築的應用情況,並研究(jiū)總(zǒng)結3D打印在民用建築的發展趨勢。
19世紀末,美國根據照相雕(diāo)塑和地貌成形技術形成(chéng)了3D打印核心製造(zào)思想,初期用於打印玩具、工具及廚房(fáng)用品等(děng)小型東西;後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(háng)業的交叉衍生,3D打印技術水平獲得了大幅度提升並開始廣泛應用。 目前已在汽車工業、航空航天、武器裝備(bèi)、生物(wù)醫療、通用製造等多個行業及領(lǐng)域得到(dào)應用。
3D打印是(shì)一種通過“逐層堆積成型”方式實(shí)現實(shí)體打印的技(jì)術,它將設計的3D模型通過圖形處理軟件分割轉化為二維麵的模型,通過(guò)3D打印機把滿足要求的(de)打印材(cái)料逐層打印成(chéng)三維產品。與傳統工業化方(fāng)法相比,傳統方法屬於減法(“去除成型”),3D打(dǎ)印屬於加法(“堆積(jī)成型”)。

3D打印不需模具(jù)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(pǐn)可以(yǐ)實現高精度、無縫連接(jiē)及個性化(huà)需求,因此在醫療領域也廣泛應用於醫(yī)療輔助器具,包括義肢、假牙及骨骼等;甚至結(jié)合肌電係統形成功能接近原肢的器具(jù)。
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(jiā)工材料生產的(de)部品。上述材(cái)料強度高、熔(róng)點高,不易(yì)成型(xíng)加工,若采用傳統加工(gōng)工藝則生產周(zhōu)期長、成本高昂。3D打印可以有(yǒu)效地提高部品質量、並降(jiàng)低製造成本,且製造速度快、加工周期短,統(tǒng)計表明至少(shǎo)可節約(yuē)70%的時間(jiān);材料利(lì)用率高、加工成本低,統計表明可降低50%的製造費用;且加工過(guò)程不受零件複雜程度的(de)影(yǐng)響,大幅度降低後續機(jī)加工難度及周(zhōu)期(qī)。以波音公(gōng)司為例,該公司已在16種不(bú)同的商用和軍用(yòng)飛機上使用了200多種、2萬多個3D打印的飛機零(líng)部件。
除傳(chuán)統的粉末黏合成型技術外,隨著材料及相應固(gù)化/成型技術的發展及變化,衍生(shēng)出了各種3D打印技術,表一是常(cháng)用的3D打印技(jì)術。
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