3D打印技術(shù)的應用.ppt

3D打印技術(shù)的應用,馬國鋒 手機E-mai：mgfeng,5、衣食住行,4、生物醫(yī)療,3、文化產(chǎn)業(yè),2、建筑設計,1、工業(yè)應用,3D打印所具有的無模具、快速、自由成形的制造特點給工業(yè)產(chǎn)品的設計思想和制造方法帶來了翻天覆地的變化。,工業(yè)應用,航空航天,航空航天產(chǎn)品要求長壽命、高可靠和能適應各種環(huán)境、同時要滿足高強度、輕量化的要求，結(jié)構(gòu)復雜，使得研發(fā)制造周期較長，3D打印技術(shù)所具有的無模、快速、自由成形的特點有望縮短航空航天產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)周期。,航空航天,航空航天精密復雜零件的金屬直接成形,激光近成形的葉片 （美國Optomec公司）,激光選區(qū)熔化制造的整體葉環(huán) （美國Morris公司）,薄壁渦輪燃燒室零件 （德國EOS公司）,航空航天,航空航天精密復雜零件的金屬直接成形,帶筋壁板的優(yōu)化設計與制造： 整體制造，減少裝配，提高安全性 內(nèi)空結(jié)構(gòu)，節(jié)省材料與能耗，是實現(xiàn)綠色航空航天的新手段。,航空航天,航空航天精密復雜零件的金屬直接成形,高溫合金空心渦輪葉片樣件（西安交通大學）,航天飛行器的激光近成形一體化制造樣件（西北工業(yè)大學）,航空航天,航空航天金屬結(jié)構(gòu)件的激光成形修復,激光成形修復的誤加工或有缺陷零件： （a）高溫合金葉片；（b）鈦合金葉片；(c) 鈦合金機匣 （西北工業(yè)大學）,汽車制造,3D打印技術(shù)所具有的高度柔性化、個性化的實體自由成形特點，及快速的所見即所得實景展現(xiàn)優(yōu)勢，使其在個性張揚的汽車設計、研發(fā)和零件的快速制造中應用日漸廣泛。,汽車制造,3D打印汽車在車展上亮相,汽車整車車身開發(fā) （西安交通大學）,汽車制造,整車及儀表盤、前后保險杠、發(fā)動機殼體的快速制造（西安交通大學）,汽車制造,激光選區(qū)燒結(jié)原型與精密鑄造結(jié)合得到的鋁合金摩托車零部件,激光選區(qū)燒結(jié)原型與精密鑄造結(jié)合得到的鋁合金汽車零部件（華中科技大學）,家用電器,3D打印技術(shù)能為家電企業(yè)提供新的制造方法、制作工藝，尤其是小批量、定制化的產(chǎn)品，開發(fā)周期和制作費用大大降低。為企業(yè)升級轉(zhuǎn)型、提升競爭力提供了有力的支撐。同時，由于家電行業(yè)產(chǎn)品更新速度較快，增材制造技術(shù)為家電行業(yè)提供了新產(chǎn)品定型及檢測的新方法，通過增材制造技術(shù)能迅速縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，使企業(yè)在瞬息萬變的行業(yè)中占領(lǐng)市場。,家用電器,采用光固化制造的家電產(chǎn)品殼體：(a) 黃河機電25寸多媒體彩電前殼;(b) 長虹DVD前面板; (c) 阿爾卡特手機外殼,家用電器,采用激光選區(qū)熔化技術(shù)制造的復雜家電零部件：(a) 復雜結(jié)構(gòu)的空調(diào)換熱器（EOS）(b) 家電產(chǎn)品電子感應器,空調(diào)設計實例,手板模型造型設計與制造 （浙江余姚市某公司）,模具開發(fā),傳統(tǒng)模具制造工藝復雜、時間長、費用高而影響了新產(chǎn)品對于市場的響應速度。而傳統(tǒng)的快速模具（例如中低熔點合金模具、電鑄模、噴涂模具等）又由于工藝粗糙、精度低、壽命短，很難完全滿足用戶的要求。另外，為了提高模具的使用壽命并輔助成形工藝，往往需要設計復雜的內(nèi)部冷卻流道，傳統(tǒng)方法通常是鉆若干直孔，對于復雜結(jié)構(gòu)冷卻效果難以達到最優(yōu)，影響生產(chǎn)效率甚至引起零件變形。因此，應用增材制造技術(shù)制造快速模具，在最終生產(chǎn)模具開模之前進行產(chǎn)品的試制與小批量生產(chǎn)，可以大大提高產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率，有效地節(jié)約開發(fā)時間和費用。,模具開發(fā),等離子噴涂熔射技術(shù)得到的模具（華中科技大學）：(左) 凹模；(右) 凸模,汽車方向盤電弧噴涂模具（左）與制件（右）（清華大學）,模具開發(fā),航天飛行器的激光近成形一體化制造樣件（西北工業(yè)大學）,SLS制造的砂芯及鑄件（德國EOS公司）,帶有隨形冷卻水道的注塑模具型芯（華中科技大學）,其它工業(yè)設計,SLM直接制造的自由曲面耦合設計的齒輪,手機外殼造型設計（引自玩機Dang）,SLM直接制造的扳手,尼龍3D打印自行車（引自互動百科）,5、衣食住行,4、生物醫(yī)療,3、文化產(chǎn)業(yè),2、建筑設計,1、工業(yè)設計,建筑模型通常由手工雕塑，精度差強人意，無法完整表達設計師思想。3D打印技術(shù)可很快地、準確地建筑設計師的設計理念轉(zhuǎn)為看得見、摸得著的建筑模型，使得建筑設計的表現(xiàn)更為具化和直接。,建筑設計,建筑設計,發(fā)電站水庫大壩模型,Piet Meijs制造的建筑模型（引自Objet公司）,增材制造制作的實物模型,建筑模型的附屬模型,建筑設計模型,建筑設計,造型展示,西安大雁塔增材制造縮放實物模型,用于裝飾的附屬模型,彩色建筑模型（引自Zprinter）,建筑設計,NASA用蜘蛛3D打印機微波打印出首個月球基地(概念),Stone Spray Project: 把沙子變成3D打印建筑的機器人,5、衣食住行,4、生物醫(yī)療,3、文化產(chǎn)業(yè),2、建筑設計,1、工業(yè)設計,文化產(chǎn)業(yè),文化創(chuàng)意,3D打印技術(shù)是文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)廣泛應用的基礎性、戰(zhàn)略性工具技術(shù)。包括工程設計、模具設計、數(shù)控編程、仿真分析、虛擬現(xiàn)實、展覽展示、影視動漫、地產(chǎn)宣傳片、3D立體畫、電子樓書、教育訓練等,機器人模型（北京殷華公司）,為倫敦奧運會制作的倫敦馬球圖微縮禮品模型,哈利波特與死亡圣器中的魔法圣器飾品,文化產(chǎn)業(yè),工藝美術(shù)品,工藝美術(shù)的靈感來源于人類的生產(chǎn)實踐，反映了時代的先進制造技術(shù)水平。,中國龍藝術(shù)品（深圳禮品公司）,3D陶瓷花瓶（引自Sculpteo）,印章模型,猛獸燈（北京工業(yè)設計促進中心）,文化產(chǎn)業(yè),文物重塑,電影中的獸首復制,雕塑重塑,北齊石獅子模型（引自百度圖片）,5、衣食住行,4、生物醫(yī)療,3、文化產(chǎn)業(yè),2、建筑設計,1、工業(yè)設計,生物醫(yī)療,體外醫(yī)療模型和醫(yī)療器械的制造,基于生物醫(yī)學圖像（如CT、MRI等）的生物三維建模，然后轉(zhuǎn)化為個性化的生物體外模型，應用于外科整形、手術(shù)規(guī)劃和個性化假肢設計等領(lǐng)域。,體外齒科頭骨模型（清華大學）,熔融沉積制造的患者骨盆模型（北京殷華公司）,生物醫(yī)療,永久植入物的制造,Arcam公司制作的鈦合金關(guān)節(jié)窩器件及人工頭蓋骨補片,SLM制造鈷鉻合金義齒（德國EOS公司）,生物醫(yī)療,3D直接細胞打印,細胞組裝機（右）及其成形的肝細胞結(jié)構(gòu)體（左）（清華大學）,三維細胞受控組裝設備多細胞組裝機,5、衣食住行,4、生物醫(yī)療,3、文化產(chǎn)業(yè),2、建筑設計,1、工業(yè)設計,衣食住行,個性化服飾,3D打印制造新款鞋、服飾等，設計師可在幾個小時內(nèi)做出原型，而不是以往的數(shù)月之久。,3D打印新奇的晚禮服,衣食住行,個性化服飾,3D打印制造新款鞋、服飾等，設計師可在幾個小時內(nèi)做出原型，而不是以往的數(shù)月之久。,個性化手套,Nike的Vapor Laser Talon球鞋,衣食住行,個性化食物,食物打印允許使用者自行設計食譜并與他人分享，即使是對烹飪一竅不通的人，也可以通過下載名廚食譜，用食物打印機制作精美大餐，或者“打印”出醫(yī)生推薦、營養(yǎng)全面的美味菜肴。,甜蜜的情人巧克力（引自日本CUBE 3D體驗館）,增材制造的漢堡（引自BBC）,衣食住行,個性化首飾,首飾制造業(yè)制作原模耗工、耗時，技術(shù)過硬的起版師千金難尋。采用3D打印制作首飾原版，精度高，降低起版師的工作難度和勞動成本，也加快了產(chǎn)品的上市速度。,戒指及其它工藝品,18K黃金個性化袖扣（引自德國EOS公司）,鈦金屬蜂鳥工藝品,衣食住行,創(chuàng)新性教育,3D打印技術(shù)及相關(guān)設備走進高校或者高等職業(yè)學校，可以使學生們充分了解先進制造技術(shù)的突出優(yōu)勢與傳統(tǒng)加工技術(shù)的區(qū)別，并在一定程度上掌握、實際應用該技術(shù)，對未來