《d打印技術(shù)的由來(lái)》課件

3D打印技術(shù)的由來(lái)3D打印技術(shù)的定義增材制造3D打印技術(shù)也稱為增材制造，通過(guò)逐層添加材料的方式，將計(jì)算機(jī)模型轉(zhuǎn)化為實(shí)體產(chǎn)品。數(shù)字模型3D打印使用數(shù)字模型作為設(shè)計(jì)藍(lán)圖，并根據(jù)模型中的數(shù)據(jù)進(jìn)行材料的逐層堆積。多種材料3D打印技術(shù)可使用多種材料，包括塑料、金屬、陶瓷、復(fù)合材料等，以滿足不同的應(yīng)用需求。3D打印技術(shù)的發(fā)展歷程11984美國(guó)人查爾斯·惠勒·楚克（CharlesW.Hull）發(fā)明了第一臺(tái)商用3D打印機(jī)，并將其命名為“立體光刻機(jī)”。21987斯科特·克拉普（ScottCrump）發(fā)明了熔融沉積成型（FDM）技術(shù)，這是一種更實(shí)惠的3D打印技術(shù)。31990年代3D打印技術(shù)開始在工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，例如制造原型和工具。42000年代3D打印技術(shù)的成本進(jìn)一步降低，并開始被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、教育、航空航天等領(lǐng)域。52010年代3D打印技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展階段，材料種類和打印精度不斷提升，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。早期3D打印技術(shù)的應(yīng)用模型制造早期3D打印技術(shù)主要用于制造原型模型和概念驗(yàn)證。珠寶設(shè)計(jì)3D打印技術(shù)開始應(yīng)用于珠寶設(shè)計(jì)，創(chuàng)造出復(fù)雜而精美的飾品。醫(yī)療領(lǐng)域3D打印技術(shù)開始用于制造牙科植入物和醫(yī)療模型。SLA(stereolithography)光固化成型技術(shù)利用紫外線光固化液體光敏樹脂。逐層固化，形成三維實(shí)體。精度高，表面光滑，細(xì)節(jié)豐富。FDM(熔融沉積成型)技術(shù)材料加熱熱塑性塑料絲材被加熱到熔融狀態(tài)，以適應(yīng)打印的形狀。擠出成型熔融的材料通過(guò)噴嘴擠出，并在打印平臺(tái)上逐層堆疊。逐層構(gòu)建打印頭按照預(yù)設(shè)的路徑移動(dòng)，逐層堆疊熔融材料，最終形成三維模型。SLS(選擇性激光燒結(jié))技術(shù)1粉末材料SLS使用粉末材料，如尼龍、聚合物或金屬。2激光燒結(jié)激光束逐層燒結(jié)粉末材料，形成三維物體。3高精度SLS技術(shù)能夠生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何形狀和精細(xì)細(xì)節(jié)的物體。DLP(數(shù)字光處理)技術(shù)1光敏樹脂DLP技術(shù)使用紫外光固化光敏樹脂材料。2投影儀通過(guò)投影儀將數(shù)字模型投射到光敏樹脂表面，實(shí)現(xiàn)逐層固化。3快速成型DLP技術(shù)的特點(diǎn)是成型速度快，精度高。3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)快速成型相較于傳統(tǒng)制造工藝，3D打印能夠快速完成產(chǎn)品原型制作，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。個(gè)性化定制3D打印可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行個(gè)性化定制，滿足不同客戶的特殊要求。低成本3D打印無(wú)需開模，降低了生產(chǎn)成本，尤其適用于小批量生產(chǎn)。復(fù)雜結(jié)構(gòu)3D打印可以制造傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可能性。3D打印技術(shù)的局限性打印時(shí)間長(zhǎng)復(fù)雜模型的打印時(shí)間可能很長(zhǎng)，影響生產(chǎn)效率。打印尺寸受限目前大多數(shù)3D打印機(jī)只能打印有限尺寸的物體。打印成本較高3D打印機(jī)的價(jià)格和材料成本較高，限制了其普及。3D打印技術(shù)的原理1數(shù)字模型通過(guò)3D建模軟件創(chuàng)建三維模型2切片軟件將模型切片成薄層3打印機(jī)構(gòu)建打印機(jī)逐層堆積材料構(gòu)建實(shí)體3D打印材料的種類塑料PLA、ABS、PETG、尼龍，最常見，成本低，易加工。金屬不銹鋼、鈦合金、鋁合金，強(qiáng)度高，耐高溫，適用于高精度部件。陶瓷氧化鋁、二氧化硅，耐高溫，耐腐蝕，適用于高溫環(huán)境。樹脂光敏樹脂，精度高，表面光滑，適用于模型制作。3D打印機(jī)的組成部分?jǐn)D出機(jī)將熔化的材料擠出，形成打印對(duì)象。打印平臺(tái)打印對(duì)象在打印平臺(tái)上形成。噴嘴控制熔化的材料流向打印平臺(tái)。3D打印機(jī)的分類熔融沉積成型(FDM)使用熱塑性塑料絲材，通過(guò)擠出頭層層堆積形成模型。FDM3D打印機(jī)價(jià)格相對(duì)低廉，操作簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛。光固化成型(SLA)利用紫外線照射光敏樹脂，將其固化成型。SLA3D打印機(jī)能夠制作高精度、表面光滑的模型，適合制作原型和模具。選擇性激光燒結(jié)(SLS)使用激光束選擇性地?zé)Y(jié)粉末材料，層層堆積形成模型。SLS3D打印機(jī)能夠制作復(fù)雜幾何形狀的模型，適合制作耐高溫、耐磨損的零件。3D打印技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用制造業(yè)生產(chǎn)效率提升快速原型制作個(gè)性化定制3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用個(gè)性化醫(yī)療3D打印技術(shù)可以根據(jù)患者的具體情況定制醫(yī)療器械，如假肢、牙套、骨骼移植等，提高醫(yī)療效果。手術(shù)規(guī)劃3D打印可以制作患者器官的模型，幫助醫(yī)生在手術(shù)前進(jìn)行模擬操作，提高手術(shù)安全性。藥物研發(fā)3D打印技術(shù)可以用于藥物研發(fā)，加速新藥的開發(fā)和測(cè)試。3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用1建造速度快3D打印技術(shù)可以快速建造房屋，減少施工時(shí)間和人力成本。2設(shè)計(jì)自由度高3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的建筑設(shè)計(jì)，創(chuàng)造出更具創(chuàng)意和個(gè)性化的建筑。3材料利用率高3D打印技術(shù)可以減少材料浪費(fèi)，提高建筑效率。3D打印技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)意實(shí)踐3D打印技術(shù)可以幫助學(xué)生將想象中的模型變成現(xiàn)實(shí)，激發(fā)他們的創(chuàng)造力和動(dòng)手能力。個(gè)性化學(xué)習(xí)通過(guò)3D打印技術(shù)，學(xué)生可以根據(jù)自身需求定制學(xué)習(xí)材料，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。跨學(xué)科融合3D打印技術(shù)可以將不同的學(xué)科知識(shí)整合在一起，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和解決問(wèn)題的能力。3D打印技術(shù)在消費(fèi)品領(lǐng)域的應(yīng)用個(gè)性化定制消費(fèi)者可以根據(jù)自己的需求和喜好定制個(gè)性化的產(chǎn)品，例如定制鞋、首飾、玩具等。產(chǎn)品多樣性3D打印技術(shù)可以制造各種形狀和尺寸的消費(fèi)品，為消費(fèi)者提供更多選擇。環(huán)保節(jié)能3D打印可以減少傳統(tǒng)制造過(guò)程中的浪費(fèi)，提高資源利用率。3D打印技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)個(gè)性化定制3D打印技術(shù)將越來(lái)越個(gè)性化，可以根據(jù)用戶需求定制各種產(chǎn)品，滿足個(gè)性化需求。材料創(chuàng)新3D打印技術(shù)將不斷突破材料的限制，開發(fā)出更多功能性材料，滿足更廣泛的應(yīng)用需求。智能化3D打印技術(shù)將更加智能化，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)設(shè)計(jì)、自動(dòng)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。3D打印技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇定制化生產(chǎn)滿足個(gè)性化需求，提供更精準(zhǔn)的解決方案。醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用制造個(gè)性化醫(yī)療器械，提高醫(yī)療效率。建筑領(lǐng)域應(yīng)用建筑模型設(shè)計(jì)，優(yōu)化施工流程。3D打印技術(shù)的發(fā)展挑戰(zhàn)成本控制3D打印設(shè)備成本較高，材料價(jià)格波動(dòng)也較大，導(dǎo)致生產(chǎn)成本難以控制。效率提升3D打印速度相對(duì)傳統(tǒng)制造工藝較慢，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。質(zhì)量穩(wěn)定3D打印產(chǎn)品質(zhì)量控制較為困難，一致性和可靠性需要進(jìn)一步提升。3D打印技術(shù)的社會(huì)影響1制造業(yè)的變革3D打印技術(shù)正在改變傳統(tǒng)的制造業(yè)模式，提高生產(chǎn)效率和定制化程度。2就業(yè)市場(chǎng)的影響3D打印技術(shù)可能導(dǎo)致一些傳統(tǒng)制造業(yè)崗位的消失，但也創(chuàng)造了新的就業(yè)機(jī)會(huì)。3消費(fèi)模式的改變3D打印技術(shù)使消費(fèi)者能夠按需制造產(chǎn)品，改變了傳統(tǒng)的消費(fèi)模式。4社會(huì)公平的影響3D打印技術(shù)可以促進(jìn)資源共享，為發(fā)展中國(guó)家提供更多發(fā)展機(jī)會(huì)。3D打印技術(shù)的倫理道德問(wèn)題隱私和安全3D打印技術(shù)可以用于創(chuàng)建個(gè)人物品，例如假肢或定制工具。這引入了有關(guān)個(gè)人信息和隱私的倫理問(wèn)題，例如獲取用戶數(shù)據(jù)并可能被濫用。知識(shí)產(chǎn)權(quán)3D打印技術(shù)允許任何人復(fù)制和分發(fā)設(shè)計(jì)，這引發(fā)了對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的擔(dān)憂，特別是對(duì)于設(shè)計(jì)師和制造商而言。社會(huì)影響3D打印技術(shù)可以導(dǎo)致失業(yè)，因?yàn)樽詣?dòng)化可以替代某些工作崗位，這引發(fā)了有關(guān)社會(huì)影響和公平就業(yè)機(jī)會(huì)的倫理問(wèn)題。3D打印技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題設(shè)計(jì)保護(hù)3D打印模型的設(shè)計(jì)可以受到版權(quán)法和專利法的保護(hù)，但這些保護(hù)的范圍和力度還有待進(jìn)一步探討。材料保護(hù)3D打印使用的材料，例如塑料和金屬，可能受到專利或商業(yè)秘密的保護(hù)，這會(huì)影響3D打印技術(shù)的應(yīng)用和推廣。侵權(quán)問(wèn)題3D打印技術(shù)的快速發(fā)展帶來(lái)了新的侵權(quán)問(wèn)題，例如未經(jīng)授權(quán)復(fù)制設(shè)計(jì)模型、制造和銷售侵權(quán)產(chǎn)品等。3D打印技術(shù)的安全隱患材料安全3D打印材料的安全性需要仔細(xì)考量，某些材料可能含有有毒物質(zhì)或容易引起過(guò)敏反應(yīng)。產(chǎn)品質(zhì)量3D打印產(chǎn)品的質(zhì)量控制存在挑戰(zhàn)，產(chǎn)品可能存在裂縫、變形或強(qiáng)度不足等問(wèn)題，影響安全使用。濫用風(fēng)險(xiǎn)3D打印技術(shù)可用于制造危險(xiǎn)物品，如武器、爆炸物或假冒產(chǎn)品，需要加強(qiáng)安全管理。3D打印技術(shù)的普及需要的配套措施教育普及將3D打印技術(shù)納入教育體系，培養(yǎng)更多具備3D打印技能的人才，推動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的廣泛推廣。標(biāo)準(zhǔn)制定建立完善的3D打印技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量，提升行業(yè)整體水平。安全保障制定安全規(guī)范，加強(qiáng)3D打印設(shè)備的管理，確保安全生產(chǎn)和使用。3D打印技術(shù)發(fā)展的政策支持國(guó)家層面的政策中國(guó)政府高度重視3D打印技術(shù)的發(fā)展，制定了一系列政策措施，包括財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、產(chǎn)業(yè)基金、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，為3D打印產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)有力的支持。地方政府的扶持各地方政府也積極出臺(tái)相關(guān)政策，鼓勵(lì)3D打印技術(shù)在區(qū)域內(nèi)的應(yīng)用和推廣，推動(dòng)3D打印產(chǎn)業(yè)的集聚發(fā)展。行業(yè)協(xié)會(huì)的推動(dòng)相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)積極開展標(biāo)準(zhǔn)制定、人才培養(yǎng)、技術(shù)交流等活動(dòng)，為3D打印技術(shù)發(fā)展?fàn)I造良好的環(huán)境。3D打印技術(shù)發(fā)展的人才培養(yǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)培養(yǎng)具備3D打印技術(shù)理論知識(shí)、操作技能和工程應(yīng)用能力的專業(yè)人才。課程體系完善開設(shè)3D打印設(shè)計(jì)、制造、材料、應(yīng)用等方面的專業(yè)課程，提高人才培養(yǎng)的針對(duì)性和實(shí)效性。實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)完善的3D打印實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供實(shí)踐操作和項(xiàng)目開發(fā)的機(jī)