揭秘3D打印的工业革命:你须知3D打印知识

视频内容

什么是3D打印?

3D打印,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印常用术语

众所周知,3D打印机并不是建筑师创造的。事实上,绝大多数3D打印机制造商甚至都不知道自己的机器可以应用于建筑行业。这些层级打印机,也就是人们所说的3D打印机是为航空、汽车和其他需要物理输出或测试、展示其设计的工程行业的设计师创造的。建筑师尝试这个技术的初期,很快便发现他们的文件远比工程师复杂得多,同时又内含许多错误,导致了机器无法正确解读文件。

20年后的今天,许多企业已经将3D、CAD软件整合进了办公和设计过程之中,3D打印对建筑学的支持已经到了一个转折点。然而仍然有诸多因素限制这种技术的整合,因为既存的可视化设计技术与更多的可以绘制曲面曲线的软件已经替代了建立一个有体量的固体。不过这也是个机遇,3D打印技术和支持它的有经验的团队正需要能够将这种新兴技术的优点最大化的机会。

STL格式 - 即.stl,标准三角语言。所有的成型机都可以接收STL文件格式进行打印。当您到处或保存了STL文件之后,所有您设计的表面和曲线都会被取代并转换成网状。网格由一系列的三角形组成,代表着您设计原型中的精确几何含义。这很重要,为什么呢?因为使用STL文件将对构建高质量模型发挥很大作用。很多三角形的面可以表现流畅的曲线,这需要导出高分辨率的STL文件,如此一来三角形会变得相当的小以至于机器无法察觉。

水密 - STL文件需要水密后才可以进行三维打印。水密最好的解释就是无孔的有体积固体。你可能会感到惊讶,即使你的设计的固体已经创建完成了,很有可能在模型中仍存在没有被留意的小孔。

STL错误 - 一旦您要导出的STL文件格式的设计文件,往往会报告“错误”。这些错误并非发生在阶段,而是真实存在于该文件的对象中。像软件编译器会检查编程错误一样,三维打印机或STL浏览器同样可以检查STL文件,然后才能进行打印。如果机器在建设模型的过程中遇到问题文件,就会崩溃并停止建设,因为文件截面已损坏,从而导致在一个失败的打印。所以,使用一个好的STL文件浏览器也是关键。

横截面 - STL文件一旦创建,3D打印机就会将模型切“片”,存为一系列横截面的文件。先用类似激光切割机的方法创造截面,然后再组装。我们直接处理整个对象,把它们切为片状的横截面。截面将与机器打印的厚度完全一致。3D打印机的工作就是:不断地将横截面层层打印、累积,直到模型完成。

层厚度 - 3D打印工艺都有各自的规格限制,其中最重要的一项就是机器所打印的层的厚度。如果在设计中存在精细到0.001英寸的细节,而打印机的精度只有0.01英寸,那么你就只能跟精心设计的细节说拜拜了,因为打印机会自动忽略它。所以对于参数化机器,将3D设计调整到适当的规格是很重要的。

模型材料 - 不同的3D打印技术使用不同的材料来制作截面。塑料、液态树脂、粉状物、蜡都可以选择。

支撑材料 - 每种3D打印技术都会使用支撑材料来支撑模型的表皮。简单说就是任何打印出来的几何形体都不是实心的,表皮之下同样需要支撑材料。所有的3D打印技术都需要支撑材料。ZCorp就是使用模型材料作为支撑材料,支撑材料的相关费用和模型本身的费用差不多。

常见程序

REVIT- 下载“STL导出插件”将使Revit模型更容易导出为STL文件格式。 REVIT是固体的建模工具,其中的固体都需要水密处理,而且还会有一些错误,在对象更新的过程中会有一些困难 。这些问题在导出前都很容易被忽视,所以往往在导出很多文件才能最终成功。我们建议建模时建立两个,其中一个供工程参考,另一个为3D打印单独准备。

犀牛 - 如果不用固体建模,我们通常创建线或面来达到需要的视觉效果。这加速了视觉设计的过程,但到了STL文件中它的缺点暴露无遗。然而,我们也对Rhino文件的快速修复有丰富的经验,这些技巧会在未来发表。

3DSMAX - 创建STL文件的绝佳工具。问题是3DS MAX中创建的大多数文件只用于视觉表现。将一个视觉表现文件变成一个可供使用的模型文件是个浩大的工程。虽然可以做到,但理想的策略仍是在设计过程中一直保持对模型的构思,而不是有视觉冲击力即可。

SketchUp - 目前没有可用的STL导出插件。不过我好像最近在ohyeahcad.com 找到了一个。我相信,SketchUp的Pro版本曾经可以导出STL文件,但后来这个功能被取消了,因为从这个软件中生成水密的固体存在着太多的问题。不管怎么样,我们的建议是,导出DWG或3ds文件之后再导入3dsMax或犀牛,并从那里导出STL文件。

Magics- 一个强大的STL的应用,最近发布了13.0版本,可以按照你想象的效果来精确修复和操作STL文件。在众多本地应用程序中,有效修复STL或模型问题,使用Magics是相当有效率的。许多需要在本地应用程序处理的任务可以在Magics上更快的实现。这个程序主要为使用光固化机(SLA)的工程师设计,他们已经开始整合一些很有意思的建议,来帮助修复建筑文件中出现的问题,如“收缩表皮”问题。Magics可以修复漏孔和坏边,联合两个布尔型的固体,倒置三角形的法线,创建壳结构或有其他特点的固体。虽然应用程序很优秀,但是想变得高效仍然需要一个渐进的学习过程。

3D打印能干什么?

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。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。该技术在珠宝、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3D打印刚刚萌芽的时候,人们根本不会想到以往“天马行空”的想象力会有变成现实的一天。而如今,3D打印技术正在向着令人神往的方向发展,慢慢去一步步验证着这一神奇。当然在现阶段,3D打印技术还有很多局限性, 但随着技术的不断完善,以及越来越多的人愿意去尝试并创作,相信在未来,3D打印前景会大有可观。展望3D打印在今后的发展趋势下,会逐渐向着以下极具关注度的十大前景发展。

●3D打印:由模具制造转向工业化

在我们以往的印象当中,3D打印在模具制造方面非常普遍,而且为制造业注入了一股飞速发展的力量,事实上确实如此。

我国歼15采用3D打印的零部件

●3D打印:定制自己的3D打印成品

想象一下,你一打开门,就收到了自己在网上定制的产品,这种情景是不是很让人兴奋!这不是想象,3D打印就可以做到。用户在今后购买产品的过程中,可以根据自己确切的具体信息进行定制,这种产品将通过3D打印制造,并直接送到家门口,非常方便省事

3D打印出自己的专属手机壳

●3D打印:应用在生物科学、医疗方面

人类是很脆弱的生物,稍不留神,身体上就会受到伤害而无法弥补。现在好了,利用3D打印技术培养出人体细胞及组织,从而制造出医疗植入物将提高伤残人士的生活质量。

3D打印的心脏

●3D打印:加速行业产品创新速度

现在的消费市场,产品更新换代非常快,尽管如此,创新的进度上远远赶不上人们的需求。要想彻底加快上频频创新速度,3D打印技术的应用不可或缺。

3D打印的交通工具概念

●3D打印:3D打印店变成零售商

假如有一天,你所在的城市的3D打印店,可以定制自己设计的形象,就像在商场洗照片一样方便,这是不是非常爽。今后的3D打印,会让用户体会到消费的欢乐。

3D打印出的游戏模型

●3D打印:知识产权归属争端的开始

大家都知道,3D打印技术有着强大且完美的复制能力,对于一款拥有版权的产品设计,要想复制它非常容易,这也是今后涉及到版权纠纷的最开始争端。

3D打印的强大复印能力

●3D打印:大规模生产社会化

近年来,3D打印已经进入制造业有段时间了,但现阶段,很多工厂里面的零部件制造还在使用传统的制造方式,当然已有小规模的使用3D打印机帮助工厂提高效率,但大规模使用3D打印机进行工厂部件制造才是当务之急。

3D打印大规模生产

●3D打印:走进学校让孩子得到培养

如今,作为智能数码时代的孩子,对于智能终端设备了如指掌,他们喜欢玩视频游戏或者希望自己可以DIY游戏中的玩具,觉得什么都是可能的。既然游戏有这么多种风格,那么现实中不应该也一样么?

孩子们的3D打印作品

●3D打印:更多创新的商品店

利用3D打印技术,来帮自己开一家创意饰品店是不是够新奇呢?3D打印不但保证了商品设计上很有创意,而且在大家都关心的成本上也低了很多,非常值得体验,国外这样的例子也已屡见不鲜。

3D打印的趣味开瓶器

●3D打印:遇上太阳能+进入太空

如今,地球人类面临着一个巨大的能量缺口,众所周知,由于光伏产业制造效率低下,太阳能行业的士气已遭到损坏。因此,如何利用太阳能进行创新性开发,是未来可持续发展关注的焦点。

3D打印的太阳能电池板进入太空

原文发布于微信公众号 - 机器人网(robot_globalsources)

原文发表时间:2015-11-25

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