3D打印技術課件

制作人fjj1精選2021版課件3D打印技術的

發(fā)展2精選2021版課件近年來，在大家面前出現(xiàn)了一個很酷的新名詞：3D打印。3D打印雖與市民生活仍有很遠的距離，但通過3D打印技術，可以成功地“打印”出無人飛機、自行車、汽車等實物。3d打印已經逐漸開始被部分企業(yè)所使用。3精選2021版課件3D打印技術的定義3D打印技術（3Dprinting），即快速成形技術的一種，它是一種數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。過去其常在模具制造、工業(yè)設計等領域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產品的直接制造。特別是一些高價值應用（比如髖關節(jié)或牙齒，或一些飛機零部件）已經有使用這種技術打印而成的零部件。4精選2021版課件3D打印原理3D打印與激光成型技術一樣，采用了分層加工、疊加成型來完成3D實體打印。每一層的打印過程分為兩步，首先在需要成型的區(qū)域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散。然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結，5精選2021版課件

而沒有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài)。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實體模型將會被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環(huán)利用。6精選2021版課件3D 打印過程演示圖7精選2021版課件3D 打印過程演示圖8精選2021版課件3D打印技術的應用3D打印技術通常是采用數(shù)字技術材料打印機來實現(xiàn)。這種打印機的產量以及銷量在二十一世紀以來就已經得到了極大的增長，其價格也正逐年下降。該技術珠寶，鞋類，工業(yè)設計，建筑，工程和施工（AEC），汽車，航空航天，牙科和醫(yī)療產業(yè)，教育，地理信息系統(tǒng)，土木工程，槍支以及其他領域都有所應用。3D打印技術出現(xiàn)在上世紀90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術的快速成型裝置。它與普通打印機工作原理基本相同，打印機內裝有液體或粉末等“印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。這一技術如今在多個領域得到應用，人們用它來制造服裝、建筑模型、汽車、巧克力甜品等。9精選2021版課件世界第一臺3D照片打印機10精選2021版課件中國第一臺生物打印機11精選2021版課件世界上第一輛用3D打印機制造的汽車urbee12精選2021版課件3D自行車13精選2021版課件3D打印的花瓶以往靠模具機器生產出來的花瓶，通過科研人員數(shù)碼建模，把設計文件發(fā)送到3D打印機，然后選擇ABC塑料劑，經過噴涂、擠壓等方式一層一層添加打印，約半小時后，一個漂亮的花瓶便呈現(xiàn)在面前。14精選2021版課件大學生3D打印出機器人照顧老人2013年11月23日，西安電子科技大學展出兩千余件大學生科技競賽作品，很多創(chuàng)意令人耳目一新。現(xiàn)場一臺機器人吸引了不少同學圍觀。機器人的主要部件都是3D打印，特別是仿生手，能像人手一樣實現(xiàn)各個手指單獨靈活運動。很多老人行動不便，有了機器人助手，只要對著攝像頭做出手勢，機器人就能模仿動作去做家務。15精選2021版課件澳大利亞兩位設計師打印出3D機器人皮尤(JethroPugh)和尼克爾斯基(SamNikolsky)兩名來自澳大利亞墨爾本的工業(yè)設計師成功地為機器手賦予了“生命”，讓其可以靈活地活動。幾乎每一塊部件都是兩人在一個大篷車內制作出來的，耗時數(shù)周，最終組合成型。作為他們的3D打印產品的一部分，機械手將參加他們在全澳的巡回展示。

16精選2021版課件北京航空航天大學首創(chuàng)3D打印制造飛機大型鈦合金風擋(圖)

中國C-919大型客機風擋在高速飛行時要承受巨大動壓，其窗框由鈦合金制成。北京航空航天大學王華明教授及其帶領的科研團隊在大型鈦合金結構件激光直接制造技術領域取得令人矚目的成績，并且在中國航空航天裝備應用中取得了重要突破。據(jù)了解，中國成為迄今國際上唯一實現(xiàn)激光成形鈦合金大型主承力關鍵構件在飛機上實際應用的國家。

17精選2021版課件18精選2021版課件歐宇航局3D打印的月球基地模型

19精選2021版課件3D手機應用3D晶片堆疊在智能手機領域應用廣泛，但很少有手機像iPhone4那樣擁有1:1的晶片比例(ratioofsilicon)；大多數(shù)多層PCB有采用微通孔(micro-vias)，但很少會用到十層電路板。由于積極采用3D晶片堆疊，iPhone4是主流智能手機中，將印刷電路板面積做最大化利用的產品之一；此外，該款手機罕見地使用了大量小型配件與螺絲，因此所需的人工封裝密集度，可能不亞于高檔腕表20精選2021版課件

盡管最近幾年以TSV穿硅互聯(lián)為代表的3D芯片技術在各媒體上的出鏡率極高，但許多人都懷疑這種技術到底有沒有可能付諸實用，而且這項技術的實際發(fā)展速度也相對緩慢，目前很大程度上仍停留在“紙上談兵”的階段。不過，許多芯片制造商仍在竭力推進基于TSV的3D芯片技術的發(fā)展并為其投入研發(fā)資金，這些廠商包括IBM,Intel，三星，東芝等等，3D芯片技術的優(yōu)勢在于可以在不需要改變現(xiàn)有產品制程的基礎上增加產品的集成度，從而提高單位芯片面積內的晶體管數(shù)量。

3D芯片堆疊技術21精選2021版課件2.5D與3D芯片堆疊技術

2.5D芯片堆疊結構

理論上說，3D芯片堆疊技術的實現(xiàn)可分兩步走，第一階段是先采用借助硅中間互連層的2.5D技術，這種技術中雖然也有使用TSV技術，但如上圖所示，功能芯片(chip1/2)中并沒有制出TSV結構，而是把TSV結構設置在專門的襯底中，功能芯片通過microbump與中間互連層(interposer)連接，再通過一層TSV襯底連接到3D芯片封裝用襯底上；22精選2021版課件而第二階段則會將TSV結構直接植入功能芯片之中。

而現(xiàn)在，多家組織已經組建了許多新的，面向主流應用的3D芯片堆疊項目組。舉例而言，Semtech組織便正在與IBM公司進行這方面的合作，這個項目的目標是將模數(shù)轉換器芯片與DSP芯片利用TSV

3D堆疊技術連接在一起，這兩種芯片將通過一層中間互聯(lián)層（interposer）連接在一起，該互連層的峰值帶寬可超過1.3Tbps賽靈思的FPGA3D堆疊技術

23精選2021版課件服裝的3D時代如果說2006年秋冬時裝周上，已故時裝大師AlexanderMcQueen用3D激光成像技術在舞臺上虛擬出一個活脫脫的KateMoss，是開啟3D時尚之門的里程碑，那么在2010年2月23日，平日里以守舊著稱不愛趕時髦的Burberry，開創(chuàng)先河般地將2010年秋冬季時裝發(fā)布會進行了全球同步的3D串流直播，就是更上一層樓了。24精選2021版課件巴黎時裝周展示3D打印服裝今年的巴黎時裝周上，科技與時尚擦出了火花，多款3D打印機制作的服飾吸引了很多人的眼球。設計師愛麗絲·范·赫本(IrisvanHerpen)的Voltage高級女裝就有多款由3D打印機制造。25精選2021版課件設計師愛麗絲·范·赫本的Voltage高級

女裝就有多款由3D打印機制造26精選2021版課件27精選2021版課件3D醫(yī)學生物打印的技術成熟之后，我們將會像是有了個人專屬的人體器官庫，并且隨時可以打印只適合自己的身體器官；也許只需要二十年，我們的器官就能夠成為可以替換的設備，這樣因為器官衰老而死亡這件事也許可以避免，健康的肉體將會與健全的思維存在同樣長的時間。28精選2021版課件醫(yī)學領域的3D打印技術——人造骨骼

世界上首例由3D打印技術制作的人工下頜骨移植手術細節(jié)日前公布。移植手術于去年6月在荷蘭進行，接受移植的病人是名患有骨髓炎的83歲女性。術后她的恢復狀況良好，新的下頜骨并未影響她的語言表達和進食能力。這項新的人造骨骼3D打印技術由比利時公司LayerWise和比利時哈瑟爾特大學的科研人員共同開發(fā)研制，而器官制作過程被稱為“疊加制作法（AM）”。通過該方法，技術人員可根據(jù)移植患者的具體需求來設計骨骼部件的效果圖，然后利用高精度的鐳射qiang來熔解鈦粉，并將它們一層層地噴涂疊加起來，最終形成一個立體的人造骨骼部件成品。整個過程不需要任何的膠水或粘結劑。29精選2021版課件3D打印心臟現(xiàn)身

可從人體尿液中獲取能量

英國Bristol機器人實驗室的科學家們宣布，他們成功地使用3D打印機制造了第一臺可驅動人工肌肉的機器“心臟”。這臺機器心臟搭載微生物燃料電（MFCs），可從人體尿液中獲取能量。

這種機器“心臟”又被稱為生物啟發(fā)泵（biologicallyinspiredpump），仍處于開發(fā)階段，它是基于心臟的結構和功能原理進行設計的?？茖W家測試證明，機器“心臟”只需2毫升新鮮尿液即可執(zhí)行連續(xù)33次動作，而且它可以以3.5伏的電壓充電。30精選2021版課件牙科3D

一家在全球光敏樹脂固化成型3D打印技術上，具有領先位置的公司——德國envisionTEC，推出了其專門面向牙科的3D打印機——3DDent。31精選2021版課件日本3D打印臉部模型讓父母提前與寶寶“見面”

不少準媽媽急切地想看看腹中寶寶長什么樣子，日本媽媽如今能選擇用超聲影像打印寶寶的臉部立體模型。32精選2021版課件科學家研制的人造血管來自弗勞恩霍夫研究所的科學家團隊就利用3D打印機和“多光子聚合”技術，成功研制出了人造血管。制成的血管具有柔韌而結實的結構，能夠與人體自生組織融合。同時，由于它的外膜上覆蓋著改性生物分子，因而并不會遭到人體的排斥。33精選2021版課件科學家正根據(jù)病人的細胞樣本采用專用3D打印機制作人體器官組織34精選2021版課件世界首個3D打印手槍試驗成功科迪·威爾森（CodyWilson）2013年5月5日，25歲的德克薩斯大學法律系學生科迪·威爾森首次完全使用3D打印技術制造出一把手槍。35精選2021版課件2013年11月7日，美國得克薩斯州一家公司宣布用金屬粉末制造并測試了世界上第一支3D打印金屬槍。這款全球首支3D打印金屬槍，由總部位于得州奧斯汀的3D打印公司“固體概念”(SolidConcepts)設計制造，依照的模板是美軍曾經的經典裝備布郎寧1911式手槍，由超過30個3D打印原件組裝而成，包括不銹鋼和一些特殊合金材料，實際裝配時間只需5至7分鐘。這支槍成功發(fā)射了50發(fā)子彈，射擊距離超過27米，和常規(guī)武器一樣精準。36精選2021版課件3D金屬打印機問世可直接打印金屬模型

最近，來自美國密歇根大學的一個工程師團隊正在設計和研發(fā)一款能夠直接通過融化液態(tài)金屬直接進行打印的金屬3D打印機，并且造價不超過1500美元（約合人民幣9140元）。此前，常見的3D打印機都只是以塑料為原料打印產品，而這個打印機卻可以直接通過金屬打印打出個錘子。由于這款機器的參數(shù)是開源的，任何人都可以去做出一個屬于他們自己的金屬3D打印機。37精選2021版課件3D技術優(yōu)點三維打印技術的魅力在于它不需要在工廠操作，桌面打印機可以打印出小物品，而且，人們可以將其放在辦公室一角、商店甚至房子里；而自行車車架、汽車方向盤甚至飛機零件等大物品，則需要更大的打印機和更大的放置空間。

3D打印技術最突出的優(yōu)點是無需機械加工或任何模具，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短產品的研制周期，提高生產率和降低生產成本。

與傳統(tǒng)技術相比，三維打印技術還擁有如下優(yōu)勢：通過摒棄生產線而降低了成本；大幅減少了材料浪費；而且，它還可以制造出傳統(tǒng)生產技術無法制造出的外形，讓人們可以更有效地設計出飛機機翼或熱交換器；另外，在具有良好設計概念和設計過程的情況下，三維打印技術還可以簡化生產制造過程，快速有效又廉價地生產出單個物品。

38精選2021版課件三維打印技術還有其他重要的優(yōu)點。大多數(shù)金屬和塑料零件為了生產而設計，這就意味著它們會非常笨重，并且含有與制造有關但與其功能無關的剩余物。三維打印技術不是這樣的。在三維打印技術中，原材料只為生產所需要的產品”，借用三維打印技術，他的團隊生產出的零件更加精細輕盈。當材料沒有了生產限制后，就能以最優(yōu)化的方式來實現(xiàn)其功能，因此，與機器制造出的零件相比，打印出來的產品的重量要輕60%，并且同樣堅固。39精選2021版課件3D打印前景預計2050年實現(xiàn)3D打印機制造飛機