大家好！今天让小编来大家介绍下关于3d打印塑料外壳设计案例_3d打印塑料外壳设计案例分享的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

文章目录列表:

• 1、3d打印机能做什么？
• 2、3D打印机能制作什么东西？
• 3、3D打印技术的应用领域
• 4、快速成型3d打印原理技术论文

一、3d打印机能做什么？

3d打印机可以“打印”出真实的3D物体，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等。

3d打印机常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。

3d打印机技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

在英国，技术人员通过扫描奥运短跑运动员的脚和脚踝，把数据输入计算机，计算机经过几步简单的计算后，技术人员就能够3D打印出专属每个运动员的新鞋，这双鞋符合运动员的体形、体重、步态和偏好。

在地球的另一端，美国国家航空航天局在亚利桑那州的沙漠中测试了一艘火星飞船，飞船甲板上装有定制的3D打印金属部件。这些部件大多形状复杂，有许多曲线和镂空，除了3D打印机，其他任何设备都生产不出来。

在日本，一位准妈妈想要纪念其首次超声波检测，她的医生编辑她的超声图像，并3D打印出栩栩如生的胎儿模型。结果，一个透明硬塑料块中就出现了一个前卫的3D打印微小胎儿塑料模型。

扩展资料

3D打印机原理技术：日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张。

而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。

参考资料来源：人民网-3D打印机:一台可造万物的机器

参考资料来源：百度广东会-3D打印

二、3D打印机能制作什么东西？

那么有部分对3D打印技术感兴趣而又不了解的人可能会问：它都能打印些什么，打印出来的东西都用在哪里啊？那下面就和大家谈谈3D打印机到底可以打印什么呢？

就目前的3D打印技术而言，已经在市场上大规模使用的，就是以塑料作为耗材的3D打印机了。它主要应用在设计阶段，帮助客户在设计上更快地把设计转化为视觉、触觉，而不是之前的“纸上谈兵”，能够更快地验证设计的可行性，从而节约大量的时间、精力、金钱。

例如，3D打印建筑模型比传统制作方法缩短了大量的时间，而且大大降低成本，使用Photon Mono X 6K的话，一瓶3D打印树脂可以打印两三个模型，只有几十元，打印速度快，模型精美，完全满足设计师的要求。

另一个例子是汽车设计师。对于汽车外观或内部结构的设计，您只需在早期阶段通过广东会软件绘制您需要的部件，然后通过切片软件将其转换为打印所识别的文件，直接通过U盘插入纵维立方Photon Mono X 6K 3D打印机，然后通过操作触摸屏轻松开始打印，打印的部件模型为设计师带来更直观的体验。

创作们的设计往往具有个性化、独特的特点，也可以说是非标准、非常规的，市场上现有技术的成本不能满足他们的要求。3D打印机的出现让它们不再受限，使用3D打印机，再复杂的设计也能一次打印出来！

其实3D打印机早已慢慢渗入到各行各业，只要你需要设计，3D打印机就可以帮到你！目前已经很多新闻报道3D打印机打印出人体内的骨骼、细胞、器官等作为医疗所需，也打印出l航天发动机等高尖端科技产品，走入太空。因此，3D打印机必须对你的未来产生至关重要的影响

三、3D打印技术的应用领域

3D打印使复杂的产品结构成为可能，同时产品结构设计的一体化趋势逐渐显现。由于目前生产工艺的限制，一般产品大多由若干部件组装起来共同构成产品的主体结构。这种组装结构增加了产品的质量、体积、复杂度和故障几率，同时在生产和装配过程中浪费了大量的材料及能源。

3D打印技术的“加式”方法使产品结构一体化，变得更加简单，甚至某些特殊铰接结构可借助辅助性材料一次成型而无需组装，不仅提高了生产效率，也提高了产品的结构强度和可靠性 。

（1）3d打印技术在汽车制造工作的具体应用

a.各类零件的制造： 3D打印技术所生产的零件则较为精细，力学性能也较为可靠。并且在处理一些突发状况时，3D打印技术有着绝对的优势，例如在汽车制造时，某一些零件出现意外问题，此时就可以使用3D打印技术来进行紧急的修复，3D打印技术相较于传统的制造技术，其生产周期非常短，并且可以使用加急打印，可以在短时间内解决意外产生的问题。这可以减少企业为了应对突发情况所准备的库存零件，可以在一定程度上增加企业的资金流通程度，促进企业的发展。

b.复杂模具的更高效、便捷的制造 ：3D打印技术可以将模具一体成型，不再需要拼接等方式来制造模具，3D打印技术中选取激光烧结技术可以直接制作模具，这对于汽车制造企业控制模具投入成本有着极其重大的意义。同时3D打印技术所制造的复杂模具精确度很高，力学性质非常的稳定，这对于模具的实用性有很大的提升。

c.实现轻量化零件的更有效制造 ：3D打印技术可以在确保了零件力学性能的情况下，有效地制作出轻量化零件。例如Fortus900mc生产型的3D打印机就可以生产出比同等质量黏土还要轻的且可以保证力学性能的零件。这为汽车行业响应可持续化发展提供了技术保障。

（2） 3D打印技术在汽车维修中的应用

a.3D打印技术在零部件维修工作中的应用 ：目前在汽车维修行业中已经有许多零部件采用3D打印技术进行生产，例如后视镜，门把手，汽缸，各类齿轮等部件。

b.3D打印技术在维修工具中的应用 ：3D打印技术可以在电脑上针对于不同零件的尺寸与规格，对相应的维修工具进行精确的建模，使得其具有标准的尺寸与规格，可以完全匹配所需要进行维修的零件。这对于汽车维修行业来说，具有非常重大的意义。

汽车制造行业与维修行业在不断的发展中遇到了许多实际的问题，而3D打印技术作为一项广东会的技术，可以有效地解决汽车制造行业与维修行业所遇到的各类问题。3D打印技术目前已经在汽车零部件的制造与复杂模型的制造和维修零部件与维修工具的制造中有了许多的应用。3D打印技术的应用对于汽车制造业与维修行业的发展有了极大的促进作用，并给整个汽车行业的发展带来巨大的影响。

（1）打印涡轮叶片的铸造型芯

（2）打印发动机支架 

（3）打印燃料喷嘴

（4）其他3D应用的重大消息

波音公司已经利用3D打印技术制造出300种左右的飞机零部件，同时波音公司正在与霍尼韦尔公司研究利用3D打印技术打印飞机机翼等更大型的产品。在国内，广东会黄卫东教授团队利用3D打印技术，制造出长达5m的钛合金机翼前缘，并且通过了中国商用飞机公司的5项测试，其性能略高于此前业界常用的锻造件；广东会(中国) -官方网站王华明教授团队，针对大型飞机、航空发动机等国家重大战略项目，经过多年研究，在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加广东会型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术，并已在飞机大型构件生产中研发出五代、10余型装备系统，已经接受近10年的工程实际应用考验，使我国成为迄今唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。

3D打印技术在打印牙齿、骨骼修复等方面的技术已经比较成熟。同时，3D打印技术在打印细胞、软组织、器官等方面也有所发展。

（1）在骨骼修复方面的应用

在骨骼修复方面，3D打印技术的应用主要在三方面。

一是利用具有良好的生物力学性能和生物相容性的钛及其钛合金材料以及聚醚醚酮（PEEK）等3D打印植入物，在骨缺损、骨肿瘤修复等具有较广泛的研究和应用；

二是用作骨科手术辅助材料的打印；

三是以可降解生物医用材料为基体，通过3D打印来构建骨组织工程支架，用于性化骨损伤修复，不同于材料植入物，可生物降解材料可降低排异反应。

（2）在口腔领域的应用

在口腔方面应用的材料主要有合金，生物陶瓷及光敏树脂等。合金材料主要用选择性激光熔化成型技术来3D打印制作活动假牙支架、牙钉、烤瓷牙金属内冠、牙桥内冠、舌侧正畸托槽等，用于牙齿的修复。

（3）在矫形外科方面的应用

通过逆向工程来构建缺损部位的结构，再应用3D打印将该缺损部位打印出来，形成个性化植入物，可以很好地将植入物与个体颌面部的结构精准吻合，从而使缺损组织的形态和功能得以恢复及美化。国内首例3D打印钛合金已经成功应用于颌面部整形。

（4）用于医学模型设计

利用3D打印技术制作病理器官模型，近年来，3D打印的医学器官模型已经广泛应用于临床实践和教学中，为临床的发展注入了新鲜的血液。

利用3D打印的医学模型能将病理器官及相关组织内部结构的细节形象地显示出来，使身体内部的结构变得更为直观明了，用于辅助术前计划和手术治疗分析及临床教学等。

虽然3D打印技术在医用领域中的个性化、精准化治疗方面表现出了极大的优势，并且已经在临床应用中取得了很大的进展，且在这方面的应用与研究受到了越来越多的关注。但由于受到3D打印设备和材料的限制，目前该技术在医学领域还没有达到规模化的应用。而随着研究者对3D打印设备，工艺研究的不断更新，打印材料的不断改进，3D打印技术在生物医用领域的应用将会越来越广。

（1）国外发展现状

国外的3D打印技术到现在已发展30多年，“轮廓工艺”打印技术、“D-Shape”工艺、3D混凝土打印技术现在都较为成熟。3D打印在建筑领域也日渐成熟，由荷兰建筑师简加普·鲁基森纳思设计的“莫比乌斯环屋”就是运用打印而建成的，以及迪拜推出了宏大的3D打印战略计划，计划2025年前25%新建筑都均3D打印技术建造。

（2）国内发展现状

国内起步晚，但在政府的支持下，也已经建立了多个科研中心，推动着我国3D打印技术发展。以广东会、广东会及华中科技大学等科研高校所组成的研究队也在进行着深入的探索。目前主流的研究队进行进深入探索。在环境政策上国家对其也给予了大力支持，《中国制造2025》《“十三五”材料领域科技广东会专项规划》和《增材制造产业发展行动计划(2017-广东会年)》等政策先后出台，为我国3D打印材料的发展提供了保障。

（3）3D打印建筑案例

a.莫比乌斯环屋

莫比乌斯环屋是以“莫比乌斯环”为原型，利用3D打印技术建造而成的，是世界上第一座由3D打印技术建造而成的房屋。耗时一年半，于2014年年底竣工，建筑面积高达10 500ft2。其建造原理是将建筑分成一个个6m×9m的块材，利用广东会型3D打印机进行打印，最后进行拼合。

b.苏州别墅

一栋于2018年建成的位居苏州的别墅也是采用的3D打印建造技术。历时三天，仅由三名建造工人就完成了一栋130m2的别墅的全部建造过程。建筑材料选用钢筋、水泥和建筑垃圾混合而制，置于3D打印机中，再喷绘而出，层层叠加，完成建筑墙体部分建造（见下图）。建筑内部的家具也多采用3D打印技术打印而成（见下图）。

在军事领域，3D打印技术给装备保障带来的变化无疑也是革命性的。 在未来信息化战场上，无论武器装备处于任何位置，一旦需要更换损毁的零部件，技术保障人员可随时利用携带的3D打印机，直接把所需的部件一个一个地打印出来，装配起来就可以让武器装备重新投入战场 ，例如：3D打印导弹系统。

这项技术如果在战场上得到广泛应用,可以用于 应急维修,保证武器装备能够得到及时的维修,以最快速度回到战场上,保证部队的作战能力 。据外媒报道，美国陆军已经加入扩展3D打印行动，为“增强小型前线作战基地的可持续作战能力”，2012年，他们先后向阿富汗战区部署了两个移动远征实验室，实验室由一个6m的集装箱制成，配备有实验室设备、成型机、3D打印机和其他制造工具，可以将塑料、钢铁和铝等材料打印为战场急需零部件。

3D打印在食品领域也有成功的应用，做成的鲜肉特别有弹性，而且烹饪后肉质松散有嚼头，丝毫不逊于真正的肉。美国广东会基金会近日已投资成立了“ 鲜肉3D打印 技术公司”，希望能够为大众提供安全放心的猪肉产品；德国科技公司Biozoon最近推出了一种叫 “Smoothfood”的3D打印食品 ，为进食困难的老年人带来福音，这种食品的制作方法是：将食品原料液化并凝结成胶状物，然后通过3D打印技术制造出各种各样的食物。这种食物很容易咀嚼和吞咽，很可能成为老人护理行业的革新者；国内福建省广东会农场食品有限公司利用 3D打印技术做出色彩缤纷的个性化饼干 ，受到儿童和年轻女孩的喜爱，市场销路非常好。

3D打印技术在考古文物领域主要用于 修复已经破损的古文物 。在应用3D打印技术进行文物修复时，需要使用3D扫描仪扫描破损文物，完成数据采集，并处理数据，建立相应的模型之后进行打印美国哈佛大学闪族博物馆的两位研究人员通过3D打印修复了一个3000年前被打碎的 瓷器狮子 ，杭州铭展科技有限公司采用3D打印技术修复的 天龙山石窟的石像 古文物的修复展示了3D打印技术在保存物质文化方面的作用。

3D打印技术在时尚界主要用于制作 个性化的衣服鞋子等时尚品 。目前，3D打印技术主要是应用尼龙蜡ABS广东会酸酯金属和陶瓷等粉末材料，采用选择性激光烧结成型的技术制作衣服和鞋子，如3D时尚凉鞋及背包3D打印技术在时尚界引起轰动。

3D打印技术在日常生活用品中主要用于 制作个性饰品 ，如个性笔筒手机外壳戒指以及各种饰品都可以通过3D打印技术打印出来.

最近，迪士尼的一组研究人员利用3D打印技术在与有机玻璃同样效果的高透光塑料上，以低廉造价打印出了 L C D屏幕与多种传感器 ，实现了I T应用中的新突破。利用3D打印光导管可以制造出高科技的 国际象棋 ，这些国际象棋的棋子可以侦测并显示当前位置。3D打印技术必将为智慧生活和智慧城市创造出更多的IT应用。

3D打印技术在制造业主要用于控制大规模生产质量，降低传统制造业的制作成本，提高速度和精确度。 从3D打印技术造出世界首艘3D打印皮划艇 ，并且成功下水开，到世界上首辆3D打印汽车Urbee在加拿大亮相，3D打印技术对传统制造业产生了一种颠覆性的变革。 3D打印技术通过软件将材料一层层堆积制作出产品，无需对材料切割、锻打组装等工序，节约人力资源，提高了产品的生产效率。

康奈尔大学创意机器人实验室HodLipson提出使用 3D打印技术打印机器人的零部件 ，比如电池电线，甚至微处理器等，打印机不仅可以打印出形状随意的机器人，也可以一次性打印而成机器人所有的机械装置和内部部件，并在打印出来时就完全装配好，无需组装过程（如图所示）打印机还可以打印出如图所示的仅3克重的轻便型的机器人，该机器人制动翅膀在空中自由飞行可以持续90秒，除了发动机和电池，其他部分都是打印出来的。

在"大众创业、万众广东会"的大环境下,开展中学生的创客教育能够激发学生的广东会思维, 广东会建模技术、3D打印技术能够把中学生的设想变为实际模型,从而验证设想的可行性 。

另外， 结合3D打印技术的医学高等教育模式 是对传统模式的广东会和发展,提升了学生学习的积极性和效果,未来随着技术的发展和教学方法的改进,由3D打印技术创建的教学环境将更逼真及个体化,学生将更易理解和掌握相关知识。但仍存在许多挑战和问题,还需建立全面的伦理体系以保证其合规性。

四、快速成型3d打印原理技术论文

3D快速打印技术在近年来得到了快速发展，应用领域也在不断的增加。下面是我为大家精心推荐的快速成型3d打印技术论文，希望能对大家有所帮助。
快速成型3d打印技术论文篇一：《试论3D打印技术》
摘 要：3D打印又称为增材制造，近年来得到了快速发展，应用领域不断增加。本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析，对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。

关键词：3D打印;应用现状;教学领域

1 引言

3D打印，又称为增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为 “第三次工业革命的重要标志”，以其 “制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。近年来，随着3D打印技术的逐步成熟、精确，打印材料种类的增加，打印价格的降低，3D打印得到了快速发展，应用领域不断增加，不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用，也逐渐进入了公众视野，走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所，在 教育 、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用，作为教育工作者，本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上，重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。

2 3D打印概述

2.1 3D打印原理

3D打印(3D printing，又称广东会打印)，是利用设计好的3D模型，通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造广东会产品的技术[1]。一般来说，通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2]，其中3D虚拟模型，可以是利用扫描设备获取物品的广东会数据，并以数字化方式生成广东会模型，或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型，有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型，比如123D Catch[3]。

2.2 3D打印的优势

与传统制造技术相比，3D打印不需事先制模，也不必铸造原型，大大缩短了产品的设计周期，减少了产品从研发到应用的时间，降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险，使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单，产品也更能凸显个性化。另外，3D打印是增材制造，使用金属粉或其他材料，使部件从无到有制造出来，大大减少了原材料和能源的消耗，生产上实行了结构优化。

2.3 3D打印的应用现状

近年来，3D打印得到了快速发展，几乎应用于各个领域。在模具加工和机械制造领域，使用3D打印相对快速地进行模具的设计与定制，打印复杂形状的各种零件，打印具有足够强度的个性化几何造型的物件。在航空航天、国防军工领域，3D打印应用于外形验证、关键零部件的原型制造、直接产品制造等方面。如空客公司从打印飞机小部件开始，逐步发展，计划在2050年左右打印出整架飞机。生物医疗领域，医学工作者利用3D打印技术打印出患者的心脏模型，缺损下颌骨模型，患者外伤性脑内血肿颅脑模型等，用于辅助诊断并制定术前手术方案，降低了手术难度，减少了手术时间，为患者带来了精准化的治疗。人工椎体和人体气管软骨的打印让人体器官的3D打印成为可能。3D打印的处方药产品SPRITAM(左乙拉西坦)片剂可用于各种癫痫疾病的治疗。建筑工程领域，3D打印建筑不需使用模板，打印的建筑物重量轻，强度大，时间短，产生的建筑垃圾及建筑粉尘少，且可以循环使用，绿色环保。3D打印在首饰、食品、玩具和日常用品的设计和生产中也有广泛应用，可以很好地彰显用户的个性化特点和需求。3D打印在太阳能电池板和特殊材料的制造方面的应用也有突破。

3 3D打印在教学领域的应用

3D打印在教学方面的探索性活动也已经展开，并应用在数学、航空、电子、设计、机电工程、生物医学、天文等大部分学科中，取得了良好的教学效果。基于3D打印的快速生成能力，使得数字化模型能快速转化为立体实物，借助立体实物的生成过程及使用可以提高教学效果，增强学生合作、设计、广东会等能力。

3.1打印广东会教具学具辅助教学

在课程教学中，借助于多媒体教学手段，一些抽象的图像可以相对直观的显示出来，但针对的是群体，形成的是暂时的视觉感受，印象并不是很深刻，也不易理解。借助3D打印，可以把数字化的图像转化成实物的教具和学具，每个同学都有机会亲手感受，而且还可以亲自设计、策划，无疑对知识点的理解，知识的掌握及应用有很大的促进作用。比如：数学课可以打印出几何曲面、剖面立体实物;动画设计可以打印出3D人物，动物角色模型，且可以根据实效及时修改;语文课可以把要讲解的地域打印出来，如北京的胡同，同学们可以拿着模型理解胡同的特点，体验胡同 文化 ，讲述胡同的来龙去脉;机械制造课可以根据课程内容打印相关的零件、齿轮、连杆等。

3.2 实习实践过程中辅助广东会设计

职业学校实习实践教学活动较多，钳工实习、数控机床实习、电子电工实习、动画设计、物联网设计等，都需要借助相应的模型，并设计出一定的模型。借助于3D打印，同学们对需要设计的模型有一个大体的认识，然后经过集体分组的讨论、设计、修改等过程，不仅能增加学生的学习兴趣，促进学生交互学习，协作学习，且能提高学生的设计水平、思维能力广东会践能力。比如在模具设计实习中，采用项目式教学法，应用3D打印，学生分组设计、分组打印，学生在亲眼目睹自己的设计零件打印成型的过程及成品后，学习兴趣大增，多次讨论修改的过程也大大提升学生的设计水平。在CAD课程实践环节中，使用3D打印机，可以根据教学需要来设计教学内容，对学生的设计作品3D打印出来进行评比并组装，不仅使学生熟练掌握设计软件建模的基本思路和流程，而且对如何从设计作品到具体的实物的生成有一个明确的认识，有利于日后学生进一步的学习和发展。

3.3 就业创业指导

近年来，大学 毕业 生人数急剧增加，就业压力增大，国家大力提倡大学生创业，整个社会也兴起了一股自主创业的热潮。对于职业学校的学生来说，有一定的专业知识，有较强的动手操作能力，有创业的热情与激情。借助于3D打印设备，创业指导老师可以指导学生创办创意设计3D打印工作室，利用所学的专业知识，设计出相关产品并打印出来进行销售，同时也可为社会客户提供 DIY 服务，收取一定的培训费和制作费，也可以在校企合作的基础上为合作企业提供设计和3D打印服务。通过3D打印的上述创业实践活动，加深学生对专业知识的巩固、对设计过程的了解，并培养广东会创业意识和能力。

3.4 图书馆应用

图书馆引入3D打印服务是图书馆从文献服务走向广东会服务的途径。国外很多图书馆都开展3D打印服务，国内的综合图书馆，如上海图书馆、苏州图书馆也开展3D打印服务，高校中的广东会图书馆也开展3D打印服务，并且通过举办3D打印设计大赛积极推广此项服务，通过比赛普及3D打印知识，让同学们了解3D打印前沿科技，启发学生们用 广东会思维 发现问题、智慧解决问题。学校图书馆可以配备一两台3D打印机，并在保证健康和安全的基础上，充分考虑费用、提交步骤、等待和筛选时间等、制定详细的3D打印制度或政策，并鼓励学生打印原创作品，以发挥学生的专广东会长，激发学生的创造力和 想象力 。

4 结束语

3D打印正从工业领域，走向各个应用领域。不久的将来，也会像电脑、手机、互联网一样进入我们的社会和每个家庭。教育工作者应积极利用这项新技术，促进教学模式和教学活动的广东会，更好地提高教学质量和教学效果，提高学生的实践能力和广东会水平。

参考文献

[1] 张飞相. 3D打印技术的发展现状及其 商业模式 研究[J]. 新闻传播， 2016(2)： 51-53.

[2] 李青，王青. 3D打印―一种广东会的学习技术[J]. 远程教育杂志2013(4)：29-35.
快速成型3d打印技术论文篇二：《浅议3D打印成型技术对模具制造技术的冲击》
摘 要：近年来，3D打印市场如火如荼，在工业设计领域将发挥巨大的作用，尤其是在产品制造方面。随着3D打印技术的出现和普及，必将会冲击以模具制造为主的产业结构，优化产业链条。 文章 通过对比3D打印成型技术与传统模具制造技术的优缺点，客观地分析了3D打印成型技术对模具制造技术的冲击。

关键词：3D打印;模具制造;冲击

1 概述

3D打印技术(增材制造技术)是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，将材料逐层堆积制造出实物的广东会制造技术。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。3D打印技术综合了信息技术、数字建模技术、机电控制技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。

传统的模具制造技术是在接单后还需对接单项目进行评审，在确定了开发要求及工艺路线后，开始模具设计。加工之前需要按照设计的图纸备料。接着是粗加工，最后是试模验证。其加工流程如图1所示。采用传统的模具制造技术制造加工出一个合格的模具所需要的人力、物力较多，生产时间也较长。

2 3D打印制造模具的优点

3D打印成型技术与传统模具制造业的最大区别在产品成型的过程上。在传统的模具制造业中，模具制造一般需要经过开模具、铸造或锻造、切割、部件组装等过程成型。而3D打印则免去了那些复杂的过程，不用模具，一次成型。可以节约很多成本。还可以克服一些传统制造上无法达成的设计，从而制作出更复杂的结构模具。

2.1 模具生产周期缩短

3D打印模具缩短了整个产品开发周期，并成为驱动广东会的源头。在以往，由于考虑到还需要投入大量资金制造新的模具，公司有时会选择推迟或放弃产品的设计更新。通过降低模具的生产准备时间，以及使现有的设计工具能够快速更新，3D打印使企业能够承受得起模具更加频繁的更换和改善。它能够使模具设计周期跟得上产品设计周期的步伐。

2.2 模具设计的改进为终端产品增加了更多的功能性

通常，金属3D打印的特殊冶金方式能够改善金属微观结构，并能产生完全致密的打印部件，与那些锻造或铸造的材料(取决于热处理和测试方向)相比，其机械和物理性能一样或更好。增材制造为工程师带来了无限的选择以改进模具的设计。此外，它能够整合复杂的产品功能，使高功能性的终端产品制造速度更快、产品的缺陷更少。3D打印可以实现任意形状的冷却通道，以确保实现随形冷却，更加优化且均匀，最终导致更高质量的零件和较低的废品率。

2.3 定制模具帮助实现最终产品的定制化

更短的生产周期、制造更为复杂几何形状、以及降低最终制造成本的能力，使得企业能够制造大量的个性化工具来支持定制部件的制造。3D打印模具非常利于定制化生产，比如医疗设备和医疗行业，它能够为外科医生提供3D打印的个性化器械，比如，外科手术导板和工具，使他们能够改善手术效果，减少手术时间。

3 3D打印成型技术对模具制造技术的冲击

工业产品的更新换代非常快，一个新产品生产出来后，如果没有销路，那就得不偿失。传统模具制造技术开发一套模具需要几十万，甚至几广东会元。而利用3D打印技术，可以把产品先开发出来，直接打印。使用3D打印技术的优势在于可以大大缩短生产的周期、节约生产成本。比如，一套手机模具，采用传统的制造技术，须经过大约12个工作日才能完成，有时还会造成材料的浪费。但利用3D打印技术几个小时就可以完成，而且还具有高精密度的特点，这样就能够不断提高市场竞争力，在发展中抢得先机。

3D打印的优势很明显：可免除制造刀具、夹具和模具的过程，直接进行产品加工，解决了生产工艺难以解决的问题，还节约材料、缩短时间。

4 3D打印成型技术短期内无法替代传统模具制造技术

3D打印诞生近三十年了，但产业化远未形成。虽然3D打印名气很大，但到今天还处于科普阶段。3D打印作为一项前沿的、先导性较强的技术，可以满足个性化、定制化、复杂、高难度产品的需求，但不具有批量化、规模化的优势。

4.1 传统工业的成熟给3D打印制造门槛

传统工业大生产在过去200多年可以说非常成功，发展到今天，分工也非常细，配套非常充沛，可以说是环环相扣，形成了巨大的利益攸关体，形成了巨大的惯性。如果要打破这种惯性，成本非常高。这些3D打印无论是颠覆或者融入，门槛都特别高。

4.2 目前3D打印不适合批量生产

3D打印目前并不适合批量生产，例如3D打印技术生产1件产品和生产1万件产品的成本单价基本接近，而且3D打印需要更长的时间。一个喷头就对应生产一个产品，而且产品体积大了，成型速度几何性降低，几个小时才成型一个东西，粗糙度不满足，还要打磨，还要精加工。传统模具制造技术在我国大批量生产中占据明显的优势，在非批量、精密要求不是很高的产品制造领域，传统模具制造暂时不具备替代性。

4.3 3D打印技术的材料种类较少，而且价格较贵

尽管现在已有几百种材料能够被3D打印，但是高温塑料和一部分常用金属依旧不能被打印。尤其金属由于热处理的问题，很容易出现打印后变性的问题，现场EOS的代表提出的比如invar，就不能被打印，而这个材料在航空发动机中却是相当重要的材料。而且国内有能力生产3D打印材料的企业很少，特别是金属材料主要依赖进口，价格高。

4.4 3D打印技术的速度、效率、质量还有待提高

3D打印本身的技术原理就决定了制造精度和制造速度存在矛盾。3D打印是一层层来制作物品。如想提高打印精度就得增加打印层数，但是自然而然地降低了打印速度。而提高速度的话就会有精度问题：因为3D打印采用的是逐层堆积制造的方式，这种方式本身就存在“阶梯效应”，特别是所制造工件表面曲度较大的时候，阶梯效应就尤为明显，这会影响工件的精度。

3D打印技术和传统制造技术都存在优势和劣势，目前3D打印技术还不能替代传统制造技术。从长远来看，随着3D打印技术的不断发展，未来打印效率不断的提高及生产成本的降低，3D技术对模具行业的影响将不容小觑。

参考文献

[1]刘斌.关于3D打印技术中的几个问题与思考[J].模具工程，2015.

[2]王雪莹.3D打印技术与产业的发展及前景分析[J].中国高新技术企业，2012.

[3]陈兴龙.3D打印技术在模具行业中的应用研究[J].机械工程师，2016.

[4]__君.3D打印技术在塑料加工成型及模具设计课程群教学改革中的应用探索[J].科教文汇旬刊，2015.

[5]厉成龙.3D打印技术在现代模具制造中的应用[J].装备制造技术，2015.
快速成型3d打印技术论文篇三：《试谈3D打印技术及其应用发展》
【摘要】本文通过分析3D打印机的原理， 总结 了几种典型的3D打印技术，分析其市场应用和发展方向，得出3D打印技术的发展会引领第三次工业革命的发展。

【关键词】3D;打印机;3D打印技术

1.前言

近来，广东会(3D)打印技术[1]在发达国家兴起，前不久在网上流传的3D打印手枪，引来许多网友围观。3D打印现在已不再只是概念产物，全球已有不少公司推出了个人3D打印机，它已在平常生活中开始普及。2012年4月，英国《经济学人》刊文认为，3D打印技术将与其他数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现。传统制造技术是“减材制造技术”，3D打印则是“增材制造技术”，它具有制造成本低、生产周期短等明显优势。

2.3D打印机的原理及技术

2.1 3D打印机

3D打印机是近年来在民用市场出现的一个新词。在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”[2]。快速成形技术诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种全新制造技术。它集分层制造技术、机械工程、数控技术、CAD、激光技术、逆向工程技术、材料科学于一体，可以直接、快速、自动、精确地将设计电子模型转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种低成本而高效的实现手段。快速成形技术就是利用广东会CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。

不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是基本原理一样，那就是“分层制造，逐层叠加”[3]，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台“立体打印机”，因此得名。

2.2 3D打印机的原理

3D打印机根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。

每个截面数据相当于医学上的一张CT像片;整个制造过程就像一个“积分”的过程。

整个过程是在电脑的控制下，由3D打印系统自动完成的。不同公司3D打印使用的成形材料不同，系统的工作原理也有所区别，但其基本原理都是一样的，那就是“分层制造、逐层叠加”。这种工艺可以形象地叫做“增长法”。

2.3 3D打印技术

2.3.1 SLA技术

光固化成型法(SLA)是用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个广东会实体。SLA是最早实用化的快速成形技术，采用液态光敏树脂原料。其工艺过程是，首先通过CAD设计出广东会实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动;激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面;然后升降台下降一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成广东会工件原型。将原型从树脂中取出后，进行最终固化，再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。

SLA技术主要用于制造多种模具、模型等;还可以在原料中通过加入 其它 成分，用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快，精度较高，但由于树脂固化过程中产生收缩，不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。

2.3.2 SLS技术

选择性激光烧结技术(SLS)是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层，层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。

整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成，工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉。控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到广东会零件成型。最后，将未烧结的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。对于金属粉末激光烧结，在烧结之前，整个工作台被加热至一定温度，可减少成型中的热变形，并利于层与层之间的结合。

与其它3D打印机技术相比，SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说，任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前，可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造复杂的支撑系统，所以SLS的应用广泛。

2.3.3 PDM技术

熔积成型(FDM)法，该 方法 使用丝状材料(石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝)为原料，利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度(约比熔点高1℃)，在计算机的控制下，喷头作x-y平面运动，将熔融的材料涂覆在工作台上，冷却后形成工件的一层截面，一层成形后，喷头上移一层高度，进行下一层涂覆，这样逐层堆积形成广东会工件。

该技术污染小，材料可以回收，用于中、小型工件的成形。成形材料：固体丝状工程塑料;制件性能相当于工程塑料或蜡模;主要用于塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。

2.3.4 LOM技术

分层实体制造法(LOM)，又称层叠法成形，它以片材(如纸片、塑料薄膜或复合材料)为原材料，其成形原理如图所示，激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据，将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后，送料机构将新的一层纸叠加上去，利用热粘压装置将已切割层粘合在一起，然后再进行切割，这样一层层地切割、粘合，最终成为广东会工件。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等，此方法除了可以制造模具、模型外，还可以直接制造结构件或功能件。 LOM技术的优点是工作可靠，模型支撑性好，成本低，效率高。缺点是前、后处理费时费力，且不能制造中空结构件。成形材料主要是涂敷有热敏胶的纤维纸;制件性能相当于高级木材;主要用途是快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。

3.3D打印技术的市场应用及发展方向

3.1 建筑设计领域

建筑模型的传统制作方式，渐渐无法满足高端设计项目的要求。全数字还原不失真的立体展示和风洞及相关测试的标准，现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用3D打印技术先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试[4]，3D打印技术所发挥的优势和无可比拟的逼真效果为设计师所认同。

3.2 磨具制造领域

玩具制作等传统的模具制造领域[5]，往往模具生产时间长，成本高。将3D打印技术与传统的模具制造技术相结合，可以大大缩短模具的开发周期，提高生产率，是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。3D打印技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种，直接制模是指采用3D打印技术直接堆积制造出模具，间接制模是先制出快速成型零件，再由零件复制得到所需要的模具。

3.3 医学领域

在医学领域的应用近几年来，人们对3D打印技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础，利用3D打印技术制作人体器官模型，对外科手术有极大的应用价值，近年来许多医院推出3D打印胎儿服务。

3.4 航空航天领域

在航空航天领域中，空气动力学地面模拟实验(即风洞实验)是设计性能先进的广东会往返系统(即航天飞机)所必不可少的重要环节。该实验中所用的模型形状复杂、精度要求高、又具有流线型特性，采用3D打印技术，根据CAD模型，由3D打印设备自动完成实体模型，能够很好的保证模型质量。

3.5 家电和食品领域

3D打印技术在国内的家电行业上得到了很大程度的普及与应用，使许多家电企业走在了国内前列。美的、广东会、小天鹅、海尔等都先后采用3D打印技术来开发新产品，收到了很好的效果。

3D打印在食品领域也有成功的应用。做成的鲜肉特别有弹性，而且烹饪后肉质松散有嚼头，丝毫不逊于真正的肉，就连肉里的微细血管都能打印出来。人们吃到“3D肉”的日子不会太远，因为美国广东会基金会近日已投资成立了“鲜肉3D打印技术公司”，希望能够为大众提供安全放心的猪肉产品。这种利用糖、蛋白质、脂肪、肌肉细胞等原材料打印出的肉具有和真正的肉类相似的口感和纹理，就连肉里的微细血管都能打印出来。

4.总结

3D打印是产业界自主广东会的过程，政府主要负责引导方向，要让民营企业有充分的自主发展空间，同时对一些敏感行业或者产品要加强监管。3D打印技术市场潜力巨大，势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具，改由更加灵巧的电脑软件主宰，这便是第三次工业革命的到来的标志[6]。在这种势头下，传统的制造业将逐渐失去竞争力。

参考文献

[1]古丽萍.蓄势待发的3D打印机及其发展[J].北京：数码印刷，2011(10)：64-67.

[2]丁军涛.快速成形技术在企业实际生产中的应用[J].陕西：科技探索，2012(8).

[3]郑利文.Objet Geometries公司推出多种复合材料3D打印机[J].北京：模具工业，2008(2)：73.

[4]梁晨光.3D打印技术纵览“印”出来的真实世界[J].北京：微型计算机，2008(6)：106-109.

[5]乔益民，王家民.3D打印技术在包装容器成型中的应用[J].重庆：包装工程，2012(11)：68-72.

[6]丁博强.3D打印推动第三次工业革命[J].上海：创意产业，2013(2).

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