是一种增材制造方法,相对于传统机械加工“减材制造”技术而言,是一项制造业领域的技术革命,展现了新时代个性化创造的活力和潜力。3D打印技术起源于美国,这项新技术的出现,不仅给予了创新主体一个全新的视角,同时也吸引了大众的高度关注。3D打印技术在20世纪末期逐渐得到推广,又被称为第3次工业革命的重要标志之一。该技术可以应用到生产加工、建筑工程等领域,利用该技术制造材料,不用加工模具和大型机械设备,甚至不用在大型工厂便可进行生产,3D打印技术将会改变社会发展的方向,并会大大丰富人类社会的生活方式。
3D打印材料制造技术的内核以计算机3D设计为基础,再将设计得到的三维模型进行离散分层,后又经由特定的设备将分层离散的材料进行堆积、粘结,进而得到最终的产品。最近,国内外的科研工作者针对3D打印技术中的几何计算问题,又创新出了多种新的方法,包括物体分割、平衡性重心优化和轻量化等方法。3D打印技术是一门多学科交叉科学,综合了数字建模、材料化学、机电控制化学等诸多学科,利用该技术可以达到材料的快速成形。材料是3D打印技术的关键,3D打印材料的制备技术,生产材料的设备构造,以及得到材料的具体性能,都与材料有关。材料既决定了3D打印的应用趋势,也决定了3D打印的发展方向。目前,3D打印的材料包括聚合物、金属和陶瓷等,并且近年来也出现了一些新兴的材料。
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聚合物材料
聚合物材料的强度好、韧性较高,并且成本低廉,长期以来都是3D打印的明星材料,在各个领域均有应用。聚合物材料主要包括塑料类材料、光敏树脂材料等。