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3d打印科普贴

12-08-28 15:20 4074次浏览
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这些模型都是被打印出来

此时此刻,记者桌上有一个灰色的名片夹,树脂质地,结构精巧,阳刻着“Objet”LOGO。这是个其貌不扬的名片夹,恐难吸引身后来往同事的目光。但是,当我告诉你,这个名片夹是由一台型号为Objet30的打印机在7个小时之内打印出来的,你会否怀疑自己听错?你会否忍不住拿起它细细端详?

  你没弄错,这就是现在全球流行的3D打印成型技术,一般应用在工业设计领域。汽车、日化、家具、电子、医疗、科研……3D打印早就渗入到你的生活,只是你之前不知道。

  设计人员的“眼见为实”

  如果好友给单身的你介绍了一个女朋友,你会只凭着一张照片就认定她合不合眼缘吗?一定不会,结论一定是在见过真人后才下的。

  设计界也一样,若设计一台机车发动机,一定要事先铸造出铸型,后慢慢研究;若设计一款饮料瓶,定会做出实体模型看实际效果。

  用木材或金属加工出原型件的过程往往耗费少则几周,多则几月。而如果嫌周期过长而跳过这一过程,很可能会漏过设计上的缺陷,到最后还要回过头来重新修改,开发速度不增反降。

  3D打印成型技术诞生在20年前,甫一出现就被认为是设计领域的革命性创新。因为,该技术让原型件的制作过程缩短到几十或几个小时。“我们已经缩短了5到6周的临床试验设备生产时间。”Lvivi公司的首席技术官DiMino说。

  因为快速,制作高质量的仿真原型的成本也较为低廉,意味着设计团队可以在项目过程中实现原型检测,这在过去几乎是不可行的。

  俗话说眼见为实,但在设计人员的概念里,眼见为实往往指的是触感。现在出现的虚拟现实等仿真技术,通过运算可以使我们看到设计原型的3D视频,观察角度随时更换。但是,设计师们还是会在这之后制出原型件,作为传达产品感观、触感及运作模式的载体。

  “客户会说:"你打出的原型是我描述的样子,但现在看见了实物,我想X、Y或Z的地方还是需要修改"。”Orchid Design公司的迈克劳林说在使用了3D打印机之后的经历。

  

  “铁盒子”是怎么工作的?

  Objet是一家以色列公司,是成功喷射聚合体材料的第一家公司。Objet 在2000年初推出拥有专利的 PolyJetTM技术,目前世界500强企业中很多都在用其设备。

  记者在展示现场,见到了他们生产的打印机和诸多打印出的模型。3D打印机并不神秘,它的外形和你公司的打印机看不出太多差别,方方正正的“铁盒子”。而这些打印机能打印出的模型之精细超越想象,玩具人偶,人头骨模型,镂空花瓶,手机模型,汽车发动机模型,除了材质,几乎跟实物并无二致。

  这些精细的原型是如何被“活生生”打印出的呢?想一下,一座房子是怎么用一块块红砖砌起来的。

  Objet中国区总经理汪祥艮告诉本报记者,打印机喷头喷射出的是一种光敏树脂材料,喷头沿X轴方向来回运动,就好像一台行式打印机,同时喷射出一层非常薄的树脂在工作成型托盘上。

  当树脂被喷射到成型托盘上后,UV紫外线固化灯沿着喷头工作的平台射出UV紫外光,立即成型和固化每层的光敏树脂材料,此步骤避免了使用其他成型技术需后期另外加工固化材料的过程。

  完成一层的固化工作后,设备内置的成型托盘将会精确的下降一个高度,打印喷头将继续喷射光敏树脂进行下一层的打印和固化。一层一层,如此反复,直到整个模型打印制作完成。

  “打印机的喷嘴口径为42微米,喷射出非常微小的树脂液滴,层厚只有16微米,目前为业界最薄。因此无论打印出的模型多么复杂,其表面都是光滑平整。”汪祥艮说。

  成型模型的过程中使用了两种不同种类的光敏树脂材料,一种用来生成实际模型,另一种是类明胶状的用来作为支撑。这种支撑材料由程序控制被精确地添加到复杂成型结构模型的所需位置。例如一些悬空,空腔,底切,复杂细节结构和薄壁等结构。当完成整个打印成型过程后,用内置水枪就可容易滴去除这些支撑材料,留下光滑整洁的成型件。

  它还能做些什么?

  目前,3D打印机的主要作用还是使制造商和工业设计师降低产品开发周期的成本,并缩短新产品的上市时间。

  但我们也可以对该技术有新的期许,比如去年9月,世界上第一辆“打印汽车”就曾亮相加拿大,那辆3D“打印汽车”名叫Urbee,是一辆三轮、双座混合动力车。它使用电池和汽油作为动力。虽然单缸发动机制动功率只有8马力,但由于其小巧轻便,最高时速可达112公里。

  我们完全可以想象,在未来的某天,家里某处螺栓松了,可是手头没有工具,于是你用家用3D打印机打出一个多用扳手。孩子长高了,原来的自行车有些小,于是你打印了一辆大点的。也许你觉得有些不现实,可是二十年前你是否做过拥有一台打印机的梦?

  3D打印机“复制”宇宙飞船

  据国外媒体报道,美国国家航空航天局正在研究一项被称为“未来3D打印宇宙飞船”的技术,拥有了可3D打印的各种空间飞行器是个巨大的科技突破,美国国家航空航天局探索能否通过“打印复制”出廉价的机器人(300024)宇宙飞船,配备上相关的电子设备对宇宙进行探索,该想法如果成功实现,那将是对空间探索领域革命性的突破。目前,可打印的各种电子器件已经被大众所熟知,它们由喷墨打印机使用特殊的液体“复制”出导电通道、晶体管、电路甚至是光伏电池,比如Kapton薄膜就是一种聚酰亚胺薄膜,是性能非常好的绝缘材料,其由杜邦集团生产,可在较大的温度变化范围内保持稳定性。

  通过这个技术,科学家就能“复制”出供机器人宇宙飞船使用的大量电子设备,包括了在探索天体途中使用到的各种传感器,比如科学信息收集设备、数据处理、下行传输数据链以及通信系统。根据位于加利福利亚州帕萨迪纳的美国国家航空航天局喷气推进实验室科学家坎德拉.舒尔特介绍:对于可3D打印的宇宙飞船,较为疯狂的一点是,即没有任何结构可言,整艘宇宙飞船基本上就是一张纸。
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12-08-29 22:06

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强烈支持楼主, 002297 的纳米材料,复合材料才是3d打印机的主要耗材,3D打印机打出来了世界上第一把小提琴就是纳米材料打出来的,600114.002297金属粉末,,3D打印机打印物品并不是全部使用金属,大多数材料是纳米材料和复合材料,高分子材料,002297,
jianzhiwu

12-08-29 21:52

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呵呵,市场是对的

看自己造化了
junky

12-08-29 21:48

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3D manufacturing
3D制造

Print me a phone
给我打印一部电话

New techniques to embed electronics into products
新技术直接把电子元件嵌入产品中

Jul 28th 2012 | from the print edition

OPEN up any electronic device and inside there are circuit boards, components and bundles of wire. Assembling these items into a product like a phone can be a tedious, labour-intensive process, and one that is often subcontracted to low-wage countries such as China. Now new ways of printing electronics in three dimensions are being developed. This makes it possible to incorporate circuitry and components into the material the product is made from, such as the phone’s case. It could revolutionise the way electronic goods are made.

拆开任何一个电子设备,你都会在里面发现电路板、电子元件和一束束电线。把他们组合在一起做成产品的过程(比如制造电话)是很乏味的,这个劳动密集型的过程常常被分包给低工资的国家,比如中国。现在三维电子印刷术已经比较成熟,这种新方法使得在原材料上把电路和原件一体化成为可能(比如前面提到的电话外壳),这将彻底改变电子产品的生产方式。

Printing electronics is not new; screen printing, lithography, inkjet and other processes have long been used to manufacture circuit boards and components. But the technologies are improving rapidly and now allow electronics to be printed on a greater variety of surfaces. In the latest developments, electronics printing is being combined with “additive manufacturing”, which uses machines popularly known as 3D printers to build solid objects out of material, one layer at a time.

印刷电子技术并不新鲜,丝网印刷、光刻、喷墨印刷和其他技术用于生产电路板和元件已有很长时间,由于该技术正飞速发展,现在已可以在各式各样的表面进行印刷。在最近进展中,已经把电子印刷和“快速成型制造”结合在一起,“快速成型制造”就是使用机器(即大众熟知的3D打印机)对原材料进行逐层加工成型。

Printing electronics requires “inks” with electrical properties that can act as conductors, resistors or semiconductors. These inks are becoming more versatile. One example comes from Xerox, an American firm which makes office equipment and commercial printing systems. Its research centre in Canada has developed a silver ink which can be used to print flexible electronic circuits directly onto materials like plastic or fabrics.

印刷电子技术需要带有电气性能的“墨水”,这些墨水能扮演导体、电阻或半导体的角色,并且变得越来多才多艺,就拿施乐公司的例子来说(美国施乐公司是一家制造办公设备和商业印刷系统的公司,研究中心位于加拿大),它开发的一种银质墨水能够直接在柔性材料上打印出电路,比如塑料和纤维织物。

Silver is a better conductor of electricity than copper, which is typically used in circuits, but silver is expensive and tricky to print because it melts at 962°C. However, by making silver into particles just five nanometres (billionths of a metre) in size, Xerox has produced a silver ink which melts at less than 140°C. That allows it to be printed using inkjet and other processes relatively cheaply, says Paul Smith, the director of research at the laboratory. Only minuscule quantities of silver are used and there is no waste, unlike chemical-etching processes.

银的导电性要比铜好,所以常用在电路中,但银不仅昂贵而且很难用于印刷(银的熔点为962°C)。然而实验室研究主管Paul Smith说,施乐公司通过把银制成仅有5纳米(约十亿分之一米)的小颗粒,生产的银质墨水就能在低于140°C熔化,这样的墨水能够通过喷墨方式或者其他比较廉价的处理方式进行打印。与化学蚀刻处理法不同,这种方法不仅银用量极少,并且不会浪费。

Xerox’s PARC research centre in Palo Alto, California, is developing ways to use such inks. These can print circuits for various components, including flexible display screens, sensors and antennae for radio-frequency security tags. With the emergence of additive-manufacturing techniques, it starts to become possible to print such things directly onto the product itself, says Janos Veres, the manager of PARC’s printed-electronics team.

施乐公司位于加州帕洛阿尔托的PARC研究中心正在研发使用此墨水的技术。这些技术能够为不同的电子元件打印电路,包括柔性显示器、传感器和经安全认证的射频天线。PARC的电子印刷技术小组主管Janos Veres说,随着快速成型制造技术的出现,直接在产品身上印刷出电路开始变得可能。

That includes products with complex shapes. Optomec, based in Albuquerque, New Mexico, has developed additive-manufacturing systems for a variety of industries. It can print electronics directly onto a pair of glasses, for “augmented reality”; it can make a plastic water tank that uses embedded electronics to measure how full it is and turn pumps on or off; it can print sensors on military armour; or an antenna on the case of a mobile phone.

这还包括具有复杂形状的产品,总部位于新墨西哥州阿尔伯克基的Optomec公司已经为多个行业开发了快速成型制造系统:为了“增强现实”,它能直接在眼镜上进行电子印刷;它能运用嵌入电子技术测量塑料水箱里的水有多满,并控制水泵的开关;能在军用盔甲上印刷传感器;或在手机外壳上直接印刷天线。

In a recent three-way tie-up, Optomec worked with Aurora Flight Sciences, an American producer of unmanned aerial vehicles, and Stratasys, a 3D-printing company based in Minneapolis, to make a “smart wing” for a small drone. The wing was made from a thermoplastic material using a Stratasys 3D printer. Optomec then used a process it calls Aerosol Jet to print circuits, sensors and an antenna on the wing. The idea is that such technology would allow lightweight drones that can be customised for specific missions and printed on demand.

在最近三方合作中,Optomec公司与极光飞行科学公司(美国无人飞行器制造公司)和Stratasys公司(总部设在明尼阿波里斯市的3D打印公司)合力为小型无人机打造了“智能机翼”。该机翼由热塑性材料制造,并由Stratasys的3D打印机成型,然后Optomec采用名为“气雾喷射”的技术在机翼上印刷出电路、传感器和天线。采用这种技术的方法能够让轻量级无人机根据任务和需求进行定制和印刷。

Optomec’s Aerosol Jet works very differently from inkjet printing, in which a print head positioned barely a millimetre away deposits a droplet of ink on a flat surface. Aerosol Jet at first atomises nanoparticle-based print materials into microscopic droplets, which are then focused, using a sheath of gas, into a precise jet stream directed by a nozzle. The nozzle can be held five millimetres or more away from the surface, which allows irregular shapes to be coated. Both the nozzle and the tray holding the item being printed can be manipulated through different angles to work on three-dimensional structures. The system can print electronic features smaller than a hundredth of a millimetre wide from a variety of materials.

Optomec公司的气雾喷射技术与喷墨印刷术有很大不同。后者打印头仅仅在一毫米远的位置把墨水微粒汇集在打印平面上,而气雾喷射技术会先把打印材料雾化为纳米级别的微小液滴,在气体护层下通过喷嘴进行精确聚集喷射,这种喷嘴距离打印面5毫米或者更远,所以可以在不规则外形上进行打印。不管是喷嘴还是支撑被打印物体的托盘都可以在三维结构上通过改变角度进行操作,比起动辄上百毫米的电子产品,该技术可以在多种材料上打印出更小的产品。

Instead of assembling an item from many separate components, 3D-printed electronics make it possible to print an entire product in a single machine, says Dave Ramahi, Optomec’s chief executive. However, for the technology to take off he believes it needs to be commercialised in an evolutionary way. This means applying it at certain stages of existing mass-production processes, such as printing antennae onto mobile-phone cases. Many phones use a number of different antennae to connect to different radio networks, so this would make more room for conventional electronics inside. Some commercial applications of the technology are less than a year away, adds Mr Ramahi.

不必把多个单独的组件装配到一起,3D电子印刷术使得用单一机器打印出整个产品成为可能,Optomec 首席执行官 Dave Ramahi说到。然而他认为该技术的使用还需要经历商业化的发展,也就是说在目前大批量生产的过程中只在特定阶段采用该技术,比如在手机制造过程中印刷天线,因为很多手机采用不同的天线来接入不同的无线网络,这在传统电子产品内部会占用较大的空间。Ramahi又补充说到,该技术的商业应用会在一年内实现。

So how difficult would it be to print a phone complete with all its electronic gubbins? Optomec is developing applications which could provide some of the necessary steps. Besides antennae these include edge circuits for the screen, three-dimensional connections for chips, multiple-layer circuits and touch-screen parts. It would also be possible to print the battery. The biggest challenge would be to print the chips that are the brains of the phone. These contain millions of transistors in a square millimetre and are at present made in silicon-fabrication plants costing $10 billion or more. Yet embedding even some circuitry means phones could be made slimmer, as well as reducing the costs of materials and assembly.

打印一部电话(包括里面所有的电子元件)到底有多困难?Optomec正开发一些应用程序,它们可以提供一些必要的步骤。除了天线之外,它们还可以打印屏幕的边缘电路和联通芯片、多层电路板、触摸屏的三维连接器,甚至电池也可以被打印。但是最大的挑战来自于芯片的打印(也就是手机的大脑),这里每平方毫米包含上百万个晶体管,并且目前可制造它的硅加设备价值100亿美元甚至更多,而植入电路意味着手机可以做的更加纤薄,同时也减少了原材料和装配的成本。
junky

12-08-29 21:45

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忽悠的成分多,仿佛是一夜之间冒出来的
archixp

12-08-29 21:36

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顶一下,这年头科盲太多了,沾个激光就是3d打印了,我真是服了,现在激光打印,或者说是刻蚀,在2d平面应用很多的,但是真正能够3d打印的,中国很少,大家可以看看14楼的视频的,打印空心球体,跟做成球体,就是3d打印跟数控机床的差异。明天那帮子伪3d打印概念的统统跌停
鑫森

12-08-29 00:07

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革命性技术

革命性题材。
改正错误

12-08-28 20:33

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3d打印跟 603002 有关系吗?
archixp

12-08-28 19:31

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3D打印为何能火
  最新的三个有关3D打印的报道很吓人,一个是打印房子,另一个打印飞机,三是打印手枪。其实在欧美,注重创造力的发达国家,3D打印技术已经成功商用,尤其是消费电子业、航空业和汽车制造业。它们不光可以离开传统的大规模机床来制造小数量的部件,而且可以用不同方法来制造,比如单个制作喷气式飞机上的空气动力导管,而不再需要很多不同的元件来组装它。

  用发展的眼光来看,3D打印首先会影响的是模具行业。即便在国内制造行业不景气的今天,模具行业仍然风景独好,一方面是对技术要求高,另一方面是市场有需求,在产品大规模生产之前,必须要进行多次打样和修改。3D打印机的出现,其实是消灭了模具反复打造的流程,能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,极大地缩短产品的研制周期,大幅减少成本投入,对于一些复杂而精细的造型,3D打印机表示毫无压力。

  其次是会引发个性风潮。对一些小厂家来说,迫于模具制造的高成本,往往会采用公模来生产,虽然在功能上能满足用户的需求,但千篇一律的造型,很难迎合时下个性化的发展趋势,所以卖不出高价,只能靠低价来吸引消费者。在机械化和流水线盛行的年代,人们对于手工的东西有特别的亲切感,即便价格昂贵数倍,也不愁找不到买家,原因是手工制作不可能有相同的,而且品质有保证。3D打印机的出现,一方面满足人们对个性化产品的追求欲,完全可以量身定制,另一方面在提高生产效率的同时,还能降低成本。
  第三是激发了人的想象力。极客牙医用它进行牙齿正畸和数字化种牙,减少风险和痛苦;外科医生更厉害,直接打印骨头,只不过把材料换成添加了硅和锌磷酸钙,用于临床手术;汽车维修公司用它来打印稀缺的汽车零部件,原先要等全球物流下2个月才到的一个东西,1个小时搞定了;英国科学家还在3D打印机的基础上成功改造,使用液态巧克力作为“油墨”,可以打印各种形状的巧克力,几乎所有人都相信,3D打印机会成为食品界杀手级工具。>>
  3D打印机并非天价
  工业用的3D打印系统价格从1.5万美元左右起,最贵的要100多万美元。但是,普通的桌面3D打印机并不像大家想象的那么昂贵,原因是它采用了开源硬件Arduino。

  Arduino由5个国际工程师研发,刚开始是为了促进意大利艾维里互动设计学院的发展,旨在帮助学生们实现把输入的数据原型输出。它括一个简单易用的I/O电路板,以及一个基于Eclipse的软件开发环境,可以用来开发可独立运作、并具互动性的电子用品,也可以开发出与PC相连的周边装置,同时能在运作时与PC上的软件进行沟通。因为Arduino让生产3D产品又快又便宜,所以整个制造过程被简化透明了。对整个3D打印产业来说,正是因为有了Arduino和其他尾随的开源技术,才变的更普遍、更廉价,要知道它的重组成本接近为零。

  我们在采访创业者金涛的过程中,也证实了廉价一说。从2010年底到现在,他已经卖出了150台桌面机,不仅包括代理的国外品牌,还有他们自己制造的机器。他在描述自己如何设计3D打印机的时候,提到“一个做结构设计的英国教授,在研发出3D打印机后,就把一些关键的技术在网站上公布,供爱好者使用,我就是根据这些开源的信息研发出自己的产品的。”第一代产品售价是4000元,只有一个喷头,只能打印一种材料;第二代产品正在内测中,安装有两个喷头,价格也不会过万。

模具工厂现在已经严重受到影响了,浙江不少模具工厂纷纷关门,用不了太久,真正diy的个性时代即将到来
一股惊人

12-08-28 18:48

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最正宗 的应该是3d设备制造者 300161 ,材料制造者 300337 , 300004
smallpeanut

12-08-28 17:46

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银邦,银邦,硬邦邦
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