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激发创造精神 让抽象概念变成实物

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激发创造精神 让抽象概念变成实物

——3D打印

2014中国科协夏季科学展主题展览项目简介2014中国科协夏季科学展主题展览项目简介
  引领第三次工业革命最具标志性生产工具是什么?答案就是:3D打印技术。3D打印在中国经过20年的发展,从数据采集、原型制作、到产品制作已经形成了一个完整的快速制造系统。相关技术应用及设备也日趋成熟,为新产品创新创意设计提供了必需的技术保证和设备支持。

  3D打印的数据采集可通过三维扫描进行。三维光学面扫描可快速获取零件的曲面点云数据,建立三维数模,达到快速设计产品的目的;同时,可针对生产线产品质量控制和形位尺寸检测,特别是复杂曲面的检测。三维人体扫描仪则可针对人体数据进行扫描,获取的人体点云数据包含人体各个部位的准确三维信息。

  3D打印的原型制作,可采用多种技术和设备,主要区别在于打印材料。以热融技术为例,其可将3D模型分层解析,变成控制打印头分层运动的一组命令,打印材料加热融化后从喷头挤出。打印头移动的过程中打印材料固化成为物品结构中的一层,经过持续操作,无数层材料固化后可形成一个整体的立体物品。

  激光快速成型机,则采用液态光敏树脂为原料,计算机控制下的紫外激光按加工零件的分层截面信息逐层对树脂进行扫描,使其产生光聚合反应,从而形成零件的一个薄层截面。当一层固化完毕后,原先固化好的树脂表面将再敷上一层新的液态树脂以便进行下一层扫描固化,如此重复直到整个零件原型制造完毕。

  按需定制是3D打印的一大特点,由于采用自主设计控制系统,激光内雕机的软硬件操作效率高,雕刻效果精细,稳定性好,维护量低,已广泛应用于个性化水晶内雕礼品、高精度水晶制作批量加工、玻璃装潢设计、玻璃制品防伪等业务领域。

  我国对3D打印已有长达20多年的探索和积累,经过多方合作和技术创新,目前3D打印的应用领域已包括航空航天、建筑模型、工程机械、玩具动漫、生物医疗、电子电器、汽车、军工、地理信息及艺术设计等。

  3D打印正在催生出一批独具创造性的新商业模式,未来,按需定制、成本相对低廉的3D打印被认为有广阔的发展空间,如参与工业化、治病救人、原子级打印材料、原型制造和混合制造工艺等。

  推荐单位:中国机械工程学会
  科研团队:快速制造国家工程研究中心
  领衔专家:卢秉恒、李涤尘、洪军

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