3DPrintingTechnologyAndApplication3D打印技術(shù)及應(yīng)用典型3D打印技術(shù)三維立體噴印(3DP)技術(shù)前期課程回顧（1）成型速度快1.LOM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有哪些？提問(wèn)：2.LOM涉及三大核心元素有哪些？（2）模型精度高（3）耐高溫（4）無(wú)需支撐結(jié)構(gòu)（5）成本較低（1）薄層材料（2）黏結(jié)劑（3）涂布工藝3DP技術(shù)02三維立體噴印(3DP)技術(shù)的工藝過(guò)程01三維立體噴印(3DP)技術(shù)的工藝原理及特點(diǎn)03三維立體噴印(3DP)技術(shù)的適用材料04三維立體噴印(3DP)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展三維立體噴印(3DP)技術(shù)的工藝原理及特點(diǎn)01Theprocessprincipleandcharacteristicsof3Dprinting(3DP)technology

3DP成型技術(shù)通過(guò)噴嘴噴射液態(tài)微滴或連續(xù)熔融材料束，按照設(shè)定的路徑逐層堆積和成型。與選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)相似，3DP也使用粉末材料，但區(qū)別在于它不通過(guò)熔融材料，而是通過(guò)噴頭噴射黏結(jié)劑將粉末粘結(jié)在一起。三維立體噴印(3DP)技術(shù)的工藝原理Theprocessprincipleof3Dprinting(3DP)technology工藝原理其工藝原理如左圖所示，首先，在計(jì)算機(jī)的控制下，噴頭根據(jù)預(yù)設(shè)的截面輪廓信息，在已鋪設(shè)的粉末層上有選擇性地噴射黏結(jié)劑。這一過(guò)程使得特定區(qū)域的粉末粘結(jié)，從而形成所需的截面層。完成一層后，工作臺(tái)下降一個(gè)層厚的距離，然后重新鋪設(shè)一層粉末，并噴涂黏結(jié)劑，進(jìn)行下一層的粘結(jié)。此循環(huán)重復(fù)進(jìn)行，直到形成完整的三維制件。三維立體噴印(3DP)技術(shù)的工藝原理Theprocessprincipleof3Dprinting(3DP)technology

無(wú)需復(fù)雜的激光系統(tǒng)和相關(guān)輔助設(shè)備，大幅降低成本，并使得設(shè)備更加緊湊，適合在辦公環(huán)境中使用。01成本低，體積小

可使用廣泛的材料，包括熱塑性材料、金屬、陶瓷及多種粉末材料，成型過(guò)程中幾乎不產(chǎn)生熱能，無(wú)毒無(wú)污染，更加環(huán)保。02材料多樣性、環(huán)保

多噴嘴打印頭的使用使得成型速度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)單激光掃描方法。03成型速度快

允許無(wú)任何形狀和結(jié)構(gòu)限制地制造零件，同時(shí)避免了需要額外支撐結(jié)構(gòu)的需求。04能夠柔性制造

打印頭維護(hù)簡(jiǎn)單，能源消耗低，整體運(yùn)行成本低，可靠性高。05運(yùn)行成本低、可靠性高

能制作多色模型，增強(qiáng)模型的視覺(jué)和信息展示效果。06顏色多樣性（1）三維立體噴印(3DP)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)三維立體噴印(3DP)技術(shù)的工藝特點(diǎn)Processcharacteristicsof3Dprinting(3DP)technology

由于是液滴粘結(jié)粉末，成型件的強(qiáng)度通常較低，可能需要后處理來(lái)提高強(qiáng)度。01制件強(qiáng)度低

成型過(guò)程中的表面精度和整體尺寸精度可能因粉末材料的物理特性而受限。02制件精度受限

目前，該技術(shù)主要適用于粉末型材料，限制了其廣泛應(yīng)用。03材料具有局限性（2）三維立體噴印(3DP)技術(shù)的缺點(diǎn)三維立體噴印(3DP)技術(shù)的工藝特點(diǎn)Processcharacteristicsof3Dprinting(3DP)technology三維立體噴印(3DP)技術(shù)的工藝過(guò)程02Theprocessof3Dprinting(3DP)technology開(kāi)始三維CAD模型構(gòu)建近似處理與網(wǎng)格劃分模型數(shù)據(jù)切片打印加工成型后處理結(jié)束3DP工藝流程圖3DP（分層實(shí)體制造）設(shè)備的打印工藝流程具體包括以下幾個(gè)步驟：（1）準(zhǔn)備粉末原料。（2）將粉末均勻鋪設(shè)在打印區(qū)域。（3）打印機(jī)噴頭根據(jù)模型橫截面的定位，精準(zhǔn)噴射黏結(jié)劑。（4）每完成一層，送粉活塞上升，實(shí)體模型下降，為下一層的打印做準(zhǔn)備。（5）重復(fù)上述打印過(guò)程，直到模型完全成型。（6）去除模型周?chē)嘤嗟姆勰M(jìn)行固化和后續(xù)處理，以確保成型件的結(jié)構(gòu)完整性和功能性。三維立體噴印(3DP)技術(shù)的工藝過(guò)程Theprocessof3Dprinting(3DP)technology三維立體噴印(3DP)技術(shù)的適用材料03Materialssuitablefor3Dprinting(3DP)technology三維立體噴印（3DP）技術(shù)涉及使用多種打印材料，包括粉末材料、黏結(jié)劑和后處理材料。這些材料需符合嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)以確保打印質(zhì)量和效率。三維立體噴印(3DP)技術(shù)的適用材料Materialssuitablefor3Dprinting(3DP)technology三維立體噴印技術(shù)中常用的粉末材料包括ABS塑料、PLA、尼龍、玉米塑料、陶瓷、蠟、金屬、石膏、石英砂以及多種聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚苯乙烯和聚乙烯等。此外，金屬氧化物如氧化鋁和淀粉等也為常見(jiàn)選項(xiàng)。選用與這些粉末材料相匹配的黏結(jié)劑，能加速成型過(guò)程，并增強(qiáng)成型產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。三維立體噴印(3DP)技術(shù)的適用材料Materialssuitablefor3Dprinting(3DP)technology粉末黏結(jié)劑發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，增強(qiáng)粉末的成型強(qiáng)度。例如，聚乙烯醇、多種纖維素（如聚合纖維素、碳化硅纖維素、石墨纖維素和硅酸鋁纖維素）以及麥芽糊精都可以提供加固作用。三維立體噴印(3DP)技術(shù)的適用材料Materialssuitablefor3Dprinting(3DP)technology三維立體噴印(3DP)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展04ApplicationandDevelopmentof3DPrinting(3DP)Technology

近期，世界上第一座由3DP技術(shù)建造的全尺寸混凝土橋梁在荷蘭投入使用。這座橋梁不僅縮短了建設(shè)周期，還顯著降低了材料浪費(fèi)。通過(guò)使用三維立體噴印技術(shù)，建筑公司能夠在復(fù)雜結(jié)構(gòu)和定制化設(shè)計(jì)方面獲得更大的自由度，使得建筑設(shè)計(jì)進(jìn)入了一個(gè)新的維度。

2024年初，美國(guó)的一家生物技術(shù)公司成功使用3DP技術(shù)制造了一款定制化的人工心臟瓣膜。這一創(chuàng)新案例標(biāo)志著3DP技術(shù)在醫(yī)療器械中的應(yīng)用正在逐步從實(shí)驗(yàn)室走向臨床應(yīng)用。該技術(shù)允許根據(jù)每位患者的具體情況定制植入物，從而提高了手術(shù)成功率和患者的康復(fù)速度。0102三維立體噴印技術(shù)的應(yīng)用建筑行業(yè)的突破醫(yī)療領(lǐng)域的創(chuàng)新三維立體噴印(3DP)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展ApplicationandDevelopmentof3DPrinting(3DP)Technology

在航空航天領(lǐng)域，3DP技術(shù)同樣展現(xiàn)出巨大的潛力。2024年，波音公司宣布其最新的衛(wèi)星發(fā)射載具中，超過(guò)30%的零部件由3DP技術(shù)制造。通過(guò)這種方式，波音能夠顯著減少零部件的重量和制造時(shí)間，同時(shí)提高了零部件的復(fù)雜性和功能集成度。

在文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域，3DP技術(shù)也有了新的應(yīng)用。意大利的一個(gè)考古團(tuán)隊(duì)使用三維立體噴印技術(shù)，成功復(fù)制了古羅馬時(shí)期的一座雕像。這一技術(shù)不僅精確地還原了文物的外觀，還能夠幫助專(zhuān)家更好地理解和保護(hù)歷史遺產(chǎn)。0304三維立體噴印技術(shù)的應(yīng)用航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用文物修復(fù)和文化保護(hù)三維立體噴印(3DP)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展ApplicationandDevelopmentof3DPrinting(3DP)Technology三維立體噴印技術(shù)的發(fā)展三維立體噴?。?DP）技術(shù)近年來(lái)取得了顯著的發(fā)展，并在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。以下是三維立體噴印技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：02三維立體噴印(3DP)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展ApplicationandDevelopmentof3DPrinting(3DP)Technology

隨著技術(shù)的進(jìn)步，三維立體噴印所能使用的材料種類(lèi)正在迅速擴(kuò)展。不僅限于傳統(tǒng)的塑料和金屬，生物材料、陶瓷材料以及高性能復(fù)合材料也逐漸進(jìn)入該領(lǐng)域。這種材料多樣化的趨勢(shì)使得3DP技術(shù)在生物醫(yī)療、建筑、航空航天等行業(yè)中的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

當(dāng)前，3DP技術(shù)在高精度和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造方面取得了重要突破。通過(guò)先進(jìn)的控制算法和更高分辨率的噴頭設(shè)計(jì)，3DP技術(shù)能夠打印出更為精細(xì)的細(xì)節(jié)和更為復(fù)雜的幾何形狀，這在醫(yī)療器械、微電子元件等領(lǐng)域具有重要意義。0102三維立體噴印技術(shù)的發(fā)展材料多樣化高精度與復(fù)雜結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)三維立體噴印(3DP)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展ApplicationandDevelopmentof3DPrinting(3DP)Technology

為了滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求，3DP技術(shù)正朝著更高的打印速度和更高的生產(chǎn)效率方向發(fā)展。新型噴頭和優(yōu)化的打印路徑設(shè)計(jì)使得噴印速度得以顯著提升，同時(shí)，自動(dòng)化程度的提高也減少了打印過(guò)程中的人工干預(yù)。

人工智能和自動(dòng)化技術(shù)的融合正在改變3DP技術(shù)的發(fā)展方向。通過(guò)AI算法的引入，3DP設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)打印、故障檢測(cè)和智能優(yōu)化，從而提高了打印的成功率和效率。此外，自動(dòng)化生產(chǎn)線的應(yīng)用使得批量生產(chǎn)成為可能，推動(dòng)了3DP技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。0304三維立體噴印技術(shù)的發(fā)展速度與效率的提升智能化與自動(dòng)化集成三維立體噴印(3DP)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展ApplicationandDevelopmentof3DPrinting(3DP)Technology

隨著全球?qū)Νh(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注日益增加，3DP技術(shù)在減少材料浪費(fèi)和能耗方面展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。通過(guò)精確控制材料使用量，3DP技術(shù)有效減少了生產(chǎn)過(guò)程中的廢料產(chǎn)生，同時(shí)，使用可再生或生物降解材料也成為了行業(yè)發(fā)展的新方向。

除了傳統(tǒng)的工業(yè)制造領(lǐng)域，3DP技術(shù)正在快速滲透到教育、藝術(shù)、文物保護(hù)等新興市場(chǎng)。特別是在教育領(lǐng)域，3DP技術(shù)已成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程思維的重要工具，而在藝術(shù)和文物修復(fù)中，其精確度和個(gè)性化定制能力也得到了廣泛認(rèn)可。0506三維立體噴印技